C语言第十七弹---指针(一)

  ✨个人主页: 熬夜学编程的小林

💗系列专栏: 【C语言详解】 【数据结构详解】

指针

1、内存和地址

1.1、内存

2、指针变量和地址

2.1、取地址操作符(&)

2.2、指针变量和解引用操作符(*)

2.2.1、指针变量

2.2.2、如何拆解指针类型

2.2.3、解引用操作符

2.3、指针变量的大小

3、指针变量类型的意义

3.1、指针的解引用

3.2、指针+-整数

3.3、void* 指针

总结


1、内存和地址

1.1、内存

在讲内存和地址之前,我们想有个生活中的案例:
假设有⼀栋宿舍楼,把你放在楼⾥,楼上有100个房间,但是房间没有编号,你的⼀个朋友来找你玩, 如果想找到你,就得挨个房子去找,这样效率很低,但是我们如果根据楼层和楼层的房间的情况,给每个房间编上豪,如:
⼀楼:101,102,103...
⼆楼:201,202,203....
...
有了房间号,如果你的朋友得到房间号,就可以快速的找房间,找到你。
生活中,每个房间有了房间号,就能提高效率,能快速的找到房间。
如果把上面的例子对照到计算中,又是怎么样呢?
我们知道计算上CPU(中央处理器)在处理数据的时候,需要的数据是在内存中读取的,处理后的数据也会放回内存中,那我们买电脑的时候,电脑上内存是8GB/16GB/32GB等,那这些内存空间如何高效的管理呢?
其实也是把 内存划分为⼀个个的内存单元,每个内存单元的大小取1个字节。
计算机中常见的单位(补充):
⼀个比特位可以存储⼀个2进制的位1或者0
bit - ⽐特位    
byte - 字节
KB
MB
GB
TB
PB
1byte = 8bit
1KB = 1024byte
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB
1PB = 1024TB
其中,每个内存单元,相当于⼀个学生宿舍,⼀个⼈字节空间里面能放8个比特位,就好比同学们
住的八⼈间,每个⼈是⼀个比特位。 每个内存单元也都有⼀个编号(这个编号就相当于宿舍房间的门牌号),有了这个内存单元的编号,CPU就可以快速找到⼀个内存空间。
⽣活中我们把门牌号也叫地址,在计算机中我们把内存单元的编号也称为地址。C语⾔中给地址起
了新的名字叫:指针
所以我们可以理解为:
内存单元的编号 == 地址 == 指针

CPU访问内存中的某个字节空间,必须知道这个字节空间在内存的什么位置 ,而 因为内存中字节
很多,所以需要给内存进行编址 (就如同宿舍很多,需要给宿舍编号⼀样)。
计算机中的编址,并不是把每个字节的地址记录下来,而是通过硬件设计完成的。
钢琴、吉他上面没有写上“都瑞咪发嗦啦”这样的信息,但演奏者照样能够准确找到每⼀个琴弦的每⼀个位置,这是为何?因为制造商已经在乐器硬件层面上设计好了,并且所有的演奏者都知道。本质是⼀种约定出来的共识! 硬件编址也是如此。
首先,必须理解,计算机内是有很多的硬件单元,而硬件单元是要互相协同⼯作的。所谓的协同,至少相互之间要能够进行数据传递。 但是硬件与硬件之间是互相独立的,那么如何通信呢?答案很简单,用"线"连起来。 而CPU和内存之间也是有大量的数据交互的,所以,两者必须也用线连起来。 不过,我们今天关心⼀组线,叫做地址总线。
我们可以简单理解, 32位机器有32根地址总线 ,每根线只有两态,表示0,1【电脉冲有无】,那么⼀根线,就能表示2种含义,2根线就能表示4种含义,依次类推。3 2根地址线,就能表示2^32种含义,每⼀种含义都代表⼀个地址。 地址信息被下达给内存,在内存上,就可以找到该地址对应的数据,将数据在通过数据总线传入CPU内寄存器。

2、指针变量和地址

2.1、取地址操作符(&)

理解了内存和地址的关系,我们再回到C语言,在C语言中创建变量其实就是向内存申请空间,比如:
#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 10;
 return 0;
}
比如,上述的代码就是创建了整型变量a,内存中申请4个字节,用于存放整数10,其中每个字节都有地址,上图中4个字节的地址分别是:(VS x86环境)
指针在内存中所在的字节数是由系统的寻址能力决定的,寻址能力就是CPU对于该数据范围处理的极限能力,理论上32位系统(x86环境)的寻址能力是2的32次(4GB,也就是现在的虚拟内存为4GB),也就是32bit,按照一个字节8bit来算就是4个字节。
因此x86环境指针为8个bit位。
0x006FFD70
0x006FFD71
0x006FFD72
0x006FFD73

//此结果并不是固定的,因此不必因为自己代码结果不一样觉得有问题。
那我们如何能得到a的地址呢?
这里就得学习⼀个 操作符(&)-取地址操作符
#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 10;
 &a;//取出a的地址
 printf("%p\n", &a);
 return 0;
}
按照博主画图的例子,会打印处理:006FFD70
&a取出的是a所占4个字节中地址较小的字节的地址。
虽然整型变量占用4个字节,我们只要知道了第⼀个字节地址,顺藤摸瓜访问到4个字节的数据也是可行的。

2.2、指针变量和解引用操作符(*)

2.2.1、指针变量

那我们通过取地址操作符(&)拿到的地址是⼀个数值,比如:0x006FFD70,这个数值有时候也是需要存储起来,方便后期再使用的,那我们把这样的 地址值存放在哪里呢? 答案是: 指针变量中。
比如:
#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 10;
 int* pa = &a;//取出a的地址并存储到指针变量pa中
 
 return 0;
}
指针变量也是⼀种变量,这种变量就是用来存放地址的,存放在指针变量中的值都会理解为地址。

2.2.2、如何拆解指针类型

我们看到pa的类型是 int* ,我们该如何理解指针的类型呢?
int a = 10;
int * pa = &a;
这里pa左边写的是 int* * 是在说明 pa是指针变量 ,而前面的 int 是在说明 pa指向的是整型(int)
类型的对象。
那如果有⼀个char类型的变量ch,ch的地址,要放在什么类型的指针变量中呢?
char ch = 'w';
pc = &ch;//pc 的类型怎么写呢?

char* pc=&ch;

2.2.3、解引用操作符

我们将地址保存起来,未来是要使用的,那怎么使用呢?
在现实生活中,我们使用地址要找到⼀个房间,在房间里可以拿去或者存放物品。
C语言中其实也是⼀样的,我们只要拿到了地址(指针),就可以通过地址(指针)找到地址(指针) 指向的对象,这⾥必须学习⼀个操作符叫解引用操作符(*)。
#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 100;
 int* pa = &a;
 *pa = 0;//第七行
 return 0;
}
上面代码中第7行就使用了解引用操作符, *pa 的意思就是通过pa中存放的地址,找到指向的空间, *pa其实就是a变量了; 所以*pa = 0,这个操作符是把a改成了0.
有同学肯定在想,这里如果目的就是把a改成0的话,写成 a = 0; 不就完了,为啥非要使用指针呢?
其实这里是把a的修改交给了pa来操作,这样对a的修改,就 多了⼀种的途径 ,写代码就会 更加灵活 , 后期慢慢就能理解了。

2.3、指针变量的大小

前面的内容我们了解到, 32位机器 假设有32根地址总线,每根地址线出来的电信号转换成数字信号后是1或者0,那我们把32根地址线产⽣的2进制序列当做⼀个地址,那么⼀个地址就是32个bit位,需要4个字节才能存储。
如果指针变量是用来存放地址的,那么指针变量的大小就得是4个字节的空间才可以。
同理 64位机器 ,假设有64根地址线,⼀个地址就是64个⼆进制位组成的⼆进制序列,存储起来就需要8个字节的空间, 指针变量的大小就是8个字节。
#include <stdio.h>
//指针变量的大小取决于地址的大小
//32位平台下地址是32个bit位(即4个字节)
//64位平台下地址是64个bit位(即8个字节)
int main()
{
	printf("%zd\n", sizeof(char*));
	printf("%zd\n", sizeof(short*));
	printf("%zd\n", sizeof(int*));
	printf("%zd\n", sizeof(double*));
	return 0;
}
结论:
32位平台下地址是32个bit位,指针变量大小是4个字节
64位平台下地址是64个bit位,指针变量大小是8个字节
注意指针变量的大小和类型是无关的,只要指针类型的变量,在相同的平台下,大小都是相同的。

3、指针变量类型的意义

指针变量的大小和类型无关,只要是指针变量,在同⼀个平台下,大小都是⼀样的,为什么还要有各种各样的指针类型呢?
其实指针类型是有特殊意义的,我们接下来继续学习。

3.1、指针的解引用

对比,下面2段代码,主要在调试时观察内存的变化
//代码1
#include <stdio.h>
int main()
{
 int n = 0x11223344;
 int *pi = &n; 
 *pi = 0; 
 return 0;
}
//代码2
#include <stdio.h>
int main()
{
 int n = 0x11223344;
 char *pc = (char *)&n;
 *pc = 0;
 return 0;
}
调试我们可以看到,代码1会将n的4个字节全部改为0,但是代码2只是将n的第⼀个字节改为0。
结论: 指针的类型决定了,对指针解引用的时候有多大的权限(⼀次能操作几个字节)。
比如: char* 的指针解引用就只能访问⼀个字节,而int* 的指针的解引用就能访问四个字节。

3.2、指针+-整数

先看⼀段代码,调试观察地址的变化。
#include <stdio.h>
int main()
{
 int n = 10;
 char *pc = (char*)&n;
 int *pi = &n;
 
 printf("%p\n", &n);
 printf("%p\n", pc);
 printf("%p\n", pc+1);
 printf("%p\n", pi);
 printf("%p\n", pi+1);
 return 0;
}
代码运行的结果如下:
我们可以看出, char* 类型的指针变量+1跳过1个字节, int* 类型的指针变量+1跳过了4个字节。
这就是指针变量的类型差异带来的变化。
结论: 指针的类型决定了指针向前或者向后走⼀步有多大(距离)。

3.3、void* 指针

在指针类型中有⼀种特殊的类型是 void* 类型的,可以理解为无具体类型的指针(或者叫泛型指针),这种类型的指针可以用来接受任意类型地址。但是也有局限性, void* 类型的指针不能直接进行指针的+-整数和解引用的运算。
举例:
#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 10;
 int* pa = &a;
 char* pc = &a;
 return 0;
}
在上面的代码中,将⼀个int类型的变量的地址赋值给⼀个char*类型的指针变量。编译器给出了⼀个警告(如下图),是因为类型不兼容。而使用void*类型就不会有这样的问题。
使用void*类型的指针接收地址:
#include <stdio.h>
int main()
{
 int a = 10;
 void* pa = &a;
 void* pc = &a;
 
 *pa = 10;
 *pc = 0;
 return 0;
}
VS编译代码的结果:
这里我们可以看到, void* 类型的指针可以接收不同类型的地址,但是无法直接进行指针运算。
那么 void* 类型的指针到底有什么用呢?
⼀般 void* 类型的指针是使用在 函数参数 的部分, 用来接收不同类型数据的地址 ,这样的设计可以
实现泛型编程的效果。使得⼀个函数来处理多种类型的数据,在后序指针会详细讲解。

总结


本篇博客就结束啦,谢谢大家的观看,如果公主少年们有好的建议可以留言喔,谢谢大家啦!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/367938.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

数字巨轮航行大数据海洋:数据可视化引领时代潮流

在大数据时代的潮流中&#xff0c;数据可视化如同一艘畅行无阻的科技巨轮&#xff0c;引领我们穿越数字浩瀚的大海&#xff0c;使我们在信息的航程中游刃有余。下面我就从可视化从业者的角度&#xff0c;来简单说说数据可视化是如何帮助我们在大数据时代畅行无阻的。 数据可视化…

Python 数据分析(PYDA)第三版(七)

原文&#xff1a;wesmckinney.com/book/ 译者&#xff1a;飞龙 协议&#xff1a;CC BY-NC-SA 4.0 附录 附录 A&#xff1a;高级 NumPy 原文&#xff1a;wesmckinney.com/book/advanced-numpy 译者&#xff1a;飞龙 协议&#xff1a;CC BY-NC-SA 4.0 此开放访问网络版本的《Pyt…

苹果电脑Mac清理内存怎么清理卸载残留

苹果电脑中的应用程序大部分是可以通过将其拖拽至废纸篓并倾倒来卸载的。但是部分程序在卸载后仍有残留文件&#xff0c;比如support文件和pref设置等文件的。小编今天介绍下苹果电脑清理内存怎么清理卸载残留以及好用的清理技巧分享。 一、苹果电脑清理内存怎么清理卸载残留 …

使用雨云的虚拟主机建设兰空图床

安装前须知 因需要安装FileInfo拓展&#xff0c;因此你需要购买2048MB及以上运存的服务器。 确保MySQL版本高于或等于5.7 什么是兰空图床&#xff1f; Lsky Pro 是一个用于在线上传、管理图片的图床程序&#xff0c;中文名&#xff1a;兰空图床&#xff0c;你可以将它作为自己…

八、访存顺序(Memory Ordering)

前言 这部分的内容比较抽象&#xff0c;很多内容我无法理解&#xff0c;都是直接翻译过来的。虽然难&#xff0c;但是不可不看&#xff0c;如果遇到无法理解的都直接跳过&#xff0c;那后面都无法学习下去了。觉得无法理解是因为目前的知识还很欠缺&#xff0c;到后面具备了这…

MySQL进阶45讲【11】怎么更好地给字符串字段加索引?

1 前言 现在&#xff0c;几乎所有的系统都支持邮箱登录&#xff0c;如何在邮箱这样的字段上建立合理的索引&#xff0c;是我们今天要讨论的问题。 假设&#xff0c;现在维护一个支持邮箱登录的系统&#xff0c;用户表是这么定义的&#xff1a; mysql> create table SUser…

Vulnhub-DC8

信息收集 # arp-scan -l Interface: eth0, type: EN10MB, MAC: 00:0c:29:43:7c:b1, IPv4: 192.168.1.60 Starting arp-scan 1.10.0 with 256 hosts (https://github.com/royhills/arp-scan) 192.168.1.1 00:50:56:c0:00:08 VMware, Inc. 192.168.1.2 00:50:56:f…

java-static关键字

目录​​​​​​​ 1、介绍 2、静态代码块 3、静态代码块初始化时机 3.1、例子一 3.2、例子二 1、介绍 ​​​​​​​static翻译为静态的。static修饰的方法是静态方法。static修饰的变量是静态变量。都可以使用“类名.”的方式访问&#xff0c;当然也可以用引用.的方式…

Android学习之路(27) ProGuard,混淆,R8优化

前言 使用java编写的源代码编译后生成了对于的class文件&#xff0c;但是class文件是一个非常标准的文件&#xff0c;市面上很多软件都可以对class文件进行反编译&#xff0c;为了我们app的安全性&#xff0c;就需要使用到Android代码混淆这一功能。 针对 Java 的混淆&#x…

JavaWeb,Vue的学习(下)

Router路由 路由&#xff08;Router&#xff09;简介 定义&#xff1a;路由就是根据不同的 URL 地址展示不同的内容或页面。通俗理解&#xff1a;路由就像是一个地图&#xff0c;我们要去不同的地方&#xff0c;需要通过不同的路线进行导航。 路由的作用 单页应用程序&…

Flink CEP(基本概念)

Flink CEP 在Flink的学习过程中&#xff0c;我们已经掌握了从基本原理和核心层的DataStream API到底层的处理函数&#xff0c;再到应用层的Table API和SQL的各种手段&#xff0c;可以应对实际应用开发的各种需求。然而&#xff0c;在实际应用中&#xff0c;还有一类更为复…

奇瑞瑞虎8,是真不能随便碰

文 | AUTO芯球 作者 | 李虎 我是实在看不下去了啊 这奔驰车主砸车 现在开始反转了啊 但卡住我喉咙的是定损5200的奇瑞引擎盖啊 我是真买不起&#xff0c;也不敢买啊 我怕A柱断了&#xff0c;要修20万啊 但我一算&#xff0c;这也不对啊 顶配的报价也只有16.18万啊 如果…

linux 文件查看 head 、 cat 、 less 、tail 、grep

查看文件详细信息 stat 文件 cat 》》适合显示小文件【行数比较少】&#xff0c;如果行数较多&#xff0c;屏幕显示不完整&#xff08;如果虚拟操作&#xff0c;是无法上下键的&#xff0c;或者滚动鼠标的&#xff0c;第三方 xsheel&#xff0c;crt 可以方向键查看&#xf…

Matplotlib雷达图教程:学会绘制炫酷多彩的多维数据可视化【第53篇—python:Seaborn大全】

文章目录 Matplotlib雷达图绘制指南&#xff1a;炫酷雷达图参数解析与实战1. 普通雷达图2. 堆叠雷达图3. 多个雷达图4. 矩阵雷达图5. 极坐标雷达图6. 定制化雷达图外观7. 调整雷达图坐标轴范围8. 雷达图的子图布局9. 导出雷达图总结 Matplotlib雷达图绘制指南&#xff1a;炫酷雷…

[SWPUCTF 2021 新生赛]Do_you_know_http

我们看到它让我们用WLLM浏览器登录 那我们修改User-Agent的值即可 发现有一个a.php的我们进入该目录 它提示我们不在本地服务器上 发现有一个/secretttt.php的目录 我进入即可获得flag

设计模式_策略模式_Strategy

案例引入 有各种鸭子&#xff0c;比如野鸭、北京鸭、水鸭等。 鸭子有各种行为&#xff0c;比如走路、叫、飞行等。不同鸭子的行为可能略有不同。要求显示鸭子的信息 传统方案实现 不同的鸭子继承一个父类Duck&#xff0c;如果是相同的行为就继承&#xff0c;不同行为就重写方…

【Mode Management】BswM模块和其他模块的交互

目录 1.BSWM模块和COM模块 2.BSWM模块和ComM模块 3.BSWM模块和CanSM模块 4.BSWM模块和DCM模块 4.1 DCM通过BSWM控制通信 4.2 DCM通过BSWM控制ECU复位 5.BSWM模块和自定义SWC模块 6.BSWM模块和NVM模块 6.1 BswMNvMJobModeIndication 6.2 BswMNvMRequest 6.3 小结 1.B…

C++初阶 内存管理和模板

目录 一、new 1.1什么是new&#xff1f; 1.2为什么要有new&#xff1f; 1.3使用new 1.4 new的超级好处 二、delete 2.1什么是delete&#xff1f; 2.2为什么要有delete&#xff1f; 2.3使用delete 三、 malloc / free和new / delete的共同点和区别 四、浅谈模板 4.1什…

可解释性AI(XAI):构建透明和值得信赖的决策过程

可解释性AI&#xff08;XAI&#xff09;旨在提高人工智能系统的透明度和可理解性&#xff0c;使人们更好地理解AI的决策过程和原理。随着AI技术的广泛应用&#xff0c;XAI成为了一个备受关注的重要领域。它不仅有助于建立人们对AI的信任&#xff0c;还可以帮助解决AI伦理和偏见…

系统添加多版本支持

记录一下最近做的一个需求&#xff1a; 前段时间做的【监狱点名系统】改成公司打卡考勤用的系统&#xff0c;里面的"服刑人员"、"监区"、"入监/出监"……等相关配置需要做改动&#xff0c;所以考虑加一个全局的标志&#xff0c;来区分一下版本。…