c语言:初识指针(一)

逃离我推掉我的手 2024-03-31 10:11 194阅读 0赞

初识指针

  • 一.指针是什么
    • 问题一:指针,指针变量,内存,地址,编号的关系
    • 问题二:为什么指针大小是4或8字节
  • 二.如何使用指针
  • 三.指针类型
    • 问题三:既然指针是4个字节,那它是如何放下long类型的呢

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一.指针是什么

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想要了解指针,必须得先了解内存

内存

内存是电脑上的一种存储设备
一般是4/8/16G

程序在运行时会加载到内存中,这时就会占用内存

如何管理内存

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我们这里把内存划分为一个一个的小屋子(内存单元)

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一个内存单元的大小是一个字节

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问题一:指针,指针变量,内存,地址,编号的关系

我们给每一个内存单元编上号(这里为了简洁所以编号都是以16进制来写的),每一个内存单元都有它自己的号码

其实这个编号就是地址,也就是指针

ps:这里指出一个误区,内存是内存,地址是地址,千万不要把内存跟地址混为一谈,内存里储存的是数据,而地址(指针)是这个内存的编号

这里我假设将一个变量int a=10存入内存中

在这里插入图片描述

它其实就是一个字节一个字节从低地址到高地址填充,每个字节都有各自的地址(当然中间的地址是假设),我们使用&a来取出a的地址其实是(0x0012ff40),也就是第一个字节的地址(较小的地址)

我们就可以这么写int*pa=&a。pa就被称为指针变量(指针是一种变量,专门用来存放地址)

ps:我们通常都直接说pa是指针,其实它的全称应当是指针变量,指针是地址,而指针变量是专门用来存放地址的,注意区分(后续我遵循一般口语,指针变量都简称指针)

这里给个例子
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这里我们可以看出其实用pa和&a打印出来的效果是一样的,也就是a的地址存到了pa里

问题二:为什么指针大小是4或8字节

内存为什么这样分呢,它有多少呢

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

有32根电线,每根电线上产生两种可能(0,1),那么一共就有2的32次方种排序,那么我们的内存就是2的32次方个比特那么多,也就是4G

ps:现在32根电线不够用了,大多数电脑都是64位的

那么我们的指针变量要想容纳地址(因为每个地址如上图是32个比特)就必须得有32个比特位那么大,也就是常规的4个字节(当然同理在64位电脑上就是64个比特,8个字节)

二.如何使用指针

我们想要使用指针,得先给指针初始化,也就是让它存入一个地址。

如上面我令int*pa=&a,就是把a的地址存入了pa中,也就是将这个指针初始化了,那么我们如何通过这个指针来找到a呢

这里我们只需要解引用pa( * pa),就可以通过这个地址找到存在该地址下的存储单元内的数据(a),我们就可以直接把*pa看作a,同理我们就可以直接通过它来修改a的值

在这里插入图片描述

三.指针类型

指针类型其实跟变量类型一样,有int short long…

但指针类型跟变量有很大的区别:在32位机器里,无论是整形还是字符形还是其他类型,指针(变量)的大小总是4个字节。

问题三:既然指针是4个字节,那它是如何放下long类型的呢

这里曾经困扰了我一段时间,在此我们需要抓住指针的本质

如上文所说,指针(变量)是用于存放这个内存的编号的,那么在32位机器中,一共有32根电线,每根电线能产生0,1两种可能,根据排序,那么就能产生2的32次方个内存单元,每个内存单元需要一个编号,那么我们就需要2的32次方个编号,那么指针就需要32位也就是4个字节

所以综上,指针只是存这2的32次方种编号的与你存的内容无关,你存的数据是在内存单位里的。而指针存的是这个门牌号,所以当然能存的下啦

既然指针都是4或8个字节,那这区分类型有什么用呢?

这里举个例子

在这里插入图片描述

注意蓝括号前面的16进制数是a的地址,蓝括号内的16进制数是a存在内存中的数据,每两个16进制数表示一个字节,这里整形是4个字节

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当我继续走,走完后可以看到a的第一个字节被改为了0而后面的3个字节未发生变化,这里可以看出char类型指针一次操作一个字节

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这次试试int类型的指针

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这里可以看出,走完后可以看到a的4个字节全部变为了0,int类型指针一次操作4个字节

得出结论:指针类型决定了,指针进行解引用操作时,一次访问几个字节
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