网站建立的优劣势,网站建设电话多少,做网站用的字体是什么,金融培训网站源码大家好啊#xff0c;我是小象٩(๑ω๑)۶ 我的博客#xff1a;Xiao Xiangζั͡ޓއއ 很高兴见到大家#xff0c;希望能够和大家一起交流学习#xff0c;共同进步。 这一节我们来学习指针的相关知识#xff0c;学习内存和地址#xff0c;指针变量和地址#xff0c;包… 大家好啊我是小象٩(๑òωó๑)۶ 我的博客Xiao Xiangζั͡ޓއއ 很高兴见到大家希望能够和大家一起交流学习共同进步。 这一节我们来学习指针的相关知识学习内存和地址指针变量和地址包括取地址操作符指针变量和解引用操作符指针变量类型的意义指针变量的大小指针的解引用指针±整数void指针 文章目录 一、内存和地址1.1 内存1.2 如何理解编址 二、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 三、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 四、结尾 一、内存和地址
1.1 内存
在 C 语言中内存是程序运行的基础用于存储程序中的数据和代码。 我们来举一个生活中的例子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号如
⼀楼101102103...
⼆楼201202203...
...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。 同理我们在买电脑的时候也会发现电脑的内存有8GB、16GB、32GB等那这些内存空间如何高效的管理呢其实一样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。 PS计算机中的常见单位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
PB1Byte 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做指针。
所以我们可以理解为 内存单元的编号地址指针
1.2 如何理解编址 编址是计算机系统中一个关键的概念它涉及为计算机中的各种存储单元或设备分配唯一标识符以便能够对它们进行准确的访问和管理。 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而编址(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“剁、来、咪、发、唆、拉、西”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 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。硬件编址也是如此我们可以简单理解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。32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。 举个例子如果我们想要访问某个地址首先控制总线会发出指令如何根据地址总线找到内存中对应的位置接着在通过数据总线传递回来。
二、指针变量和地址
2.1 取地址操作符
在 C 语言中取地址操作符是“”。它用于获取一个变量的内存地址。例如如果有一个变量 int a; 那么 a 就表示变量 a 的地址。 PS变量创建的本质其实是在内存中申请空间向内存申请4个字节的空间存放10 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
0x004FF9D4
0x004FF9D5
0x004FF9D6
0x004FF9D7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
#includestdio.h
int main ()
{int a 10;printf(%p\n, a);return 0;
}注意a取出的是a所占4个字节中地址较小的字节的地址。 实际上地址也是二进制的只是为了在vs容易表示写成了16进制
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
在C语言中指针变量是一种特殊的变量它存储的是内存地址而不是普通的数据值。 我们通过取地址操作符()拿到的地址是一个数值比如0x004FF9D4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。
#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chch的地址要放在什么类型的指针变量中呢 很显然自然是放在char类型的指针变量中。 2.2.3 解引用操作符
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(*)。 解引用操作符用于访问指针所指向的内存位置的值。也就是说当你有一个指针变量它存储了某个变量的内存地址通过解引用操作符你可以获取或修改该内存地址中存储的值。
举个例子
#includestdio.h
int main()
{int a 100;int* pa a;*pa 0;return 0;
}第五行中定义了一个指向整型的指针变量 pa。int* 表示指针的类型即该指针指向的是一个整型变量。 是取地址运算符a 表示获取变量 a 的内存地址。因此这行代码将变量 a 的地址赋值给指针 pa使得 pa 指向了变量 a。 而第六行就有了解引用操作符的使用*pa 表示访问 pa 所指向的变量也就是变量 a。这行代码将 0 赋值给 *pa实际上就是将 0 赋值给变量 a从而修改了变量 a 的值。 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 三、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
C 语言指针解引用是通过指针访问其指向内存地址中存储值的操作使用星号 * 作为解引用操作符。它主要用于访问和修改数据以及对动态分配的内存进行读写。 代码应用场景包括基本指针解引用、指针与数组结合的解引用和多级指针的解引用。使用时要注意进行空指针检查避免对 NULL 指针解引用导致程序崩溃同时防止使用未正确初始化或指向已释放内存的野指针以免引发未定义行为。
对比下面两段代码
//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;
}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。指针1其实跳过1个指针指向的元素。指针可以1那也可 以-1。 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
void 指针也被称为通用指针其类型声明为 void *。它可以指向任意类型的数据也就是说void 指针可以存储任何类型变量的地址但它本身并不明确所指向数据的具体类型。
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。 举个例子
#includestdio.hint 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;
}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后面我们会继续讲解viod指针。
四、结尾
这一课的内容就到这里了下节课继续学习操作符的其他一些知识 如果内容有什么问题的话欢迎指正有什么问题也可以问我
