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果果小师弟 · 2020年03月24日

C语言指针详解,指针原来这么简单

指针是一个特殊的变量,它里面存储的数值被解释为内存里面的一个地址在这里插入图片描述想要彻底搞懂它,就必须从计算机的底层进行解释,在这里插入图片描述这是你的内存条,内存在物理上是由一组DRAM芯片组成,程序在运行时。数据便被保存在其中,在这里插入图片描述而作为一个程序员,我们无需了解内存的物理结构,操作系统将硬件和软件结合起来,给程序员提供了一种对物理内存空间的抽象,这就是虚拟存储器。
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虚拟存储器是一块很大的空间,可以把它看成一个一个连续的小方格,每个方格的大小是一个字节(byte),也就是八个比特位,可以存放一个八位的二进制数,比如101010。
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每个小方格都被标上了编号,从零开始直到最后一个字节。
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如果这是一个大小为2GB的虚拟存储器.那它的虚拟存储器的大小便是2*1024的3次方字节。
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编号的范围是0~1024的3次方再减去1。这是因为每个内存空间都有独立且唯一的编号。当程序中的变量、常量、函数被载入到内存中时也就有了唯一的编号,这个编号就是数据的地址。
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比如程序员李华定义了一个int类型的变量a,并给a赋值为23333。
在这里插入图片描述由于int类型变量在64位系统中大小通常为4个字节吗,C程序会在这些小方格中找到四个方格,将2333转变为二进制储存到这4个方格中
在这里插入图片描述于是第一个方格的编号便是变量a的地址
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我们可以使用运算符& 获取a变量的地址(编号),因为直接操作内存中的值会大大提高程序效率,指针便诞生了。

指针也是一个数据类型,比我们常见的int char double相同
在这里插入图片描述指针类型不指针类型不是是单独存在的,它是由其他类型派生而来的,它的类型可以是指向int的指针类型,或者“指向double的指针类型”,可以分别使用这些方法定义。当完成以后,在C程序同样会在内存中划分出一块空间,用于存放指针类型的值在这里插入图片描述
这个指针类型的值就是一个内存地址。这里需要特别区分三个概念,指针类型、指针类型的变量和指针类型的值,他们经常被简单地统称为指针而搞得我们晕头转向。
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当李华定义了指针变量p,并让它的值等于变量a的地址时,在这里插入图片描述便称作p是指向int类型变量a的指针,简称p指向a。
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此时指针类型的变量p的值是变量a(int类型)在内存中存储的第一个地址单元的编号,也就是首地址。指针p的类型是int类型的指针,通过指针类型,C程序可以知道这个指针指向的数据占用了4个内存单元。
在这里插入图片描述从而正确的读出在该地址上存储的数据。明白这点非常重要,指针也可以进行加减运算。

当给一个指针加一时,其中的内存地址并不是简单的加一,而是根据指定的类型,递增相应的大小。比如一个int类型的指针加一时,它所保存的地址会加上int类型所占用存储单元个数,也就是加4。从而使支撑跨过当前数据指向下一个完整数据。
李华如何获取这块地址上保存的值呢?
这是需要运到运算符 也称作解运算符。在指针变量的前面加上* 就可以表示这个指针所指向的内存单元中的值了。
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如果你成功的搞清楚了以上的内容。那么恭喜你,我们可以向着更深入的地方分析指针了
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在程序设计中,为了处理方便,把具有相同类型的若干变量按有序的形式组织起来,这些按序排列的同类数据元素的集合称为数组。
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可以这样定义一个数组,当李华定义了一个长度为5的整形(int)数组b时,C程序在内存中连续划分出5个大小为4字节的存储空间,并把第一个格子的地址作为整个数组的地址,
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数组中的元素依次命名为b[0]b[1]b[2]b[3]b[4],
在这里插入图片描述我们可以认为数组名b就是一个指向该数组第一个元素的指针。与(int *p)基本等价。
在这里插入图片描述所以当我们查找数组中的元素是就有了两种方法,使用数组名中括号[]加下标的方式得到一个元素
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或者使用一个指针,先将指针加上一个数,使它指向你想读取的数据,
在这里插入图片描述再用解引用运算符获取当前时便可。
在这里插入图片描述为了更上一层楼,我们需要了解多维数组与指针。

多维数组是数组的数组,我们使用类型加两个方括号[][]的形式来定义一个二维数组。第一个方括号中存放这个二维数组中有多少个一维数组。第二个方括号中存放每一个一维数组的大小。
在这里插入图片描述比如这样就定义了一个二维数组C,int c3,其中包含3个一维数组,数组名分别为c[0]c[1]c[2],每个一维数组中包含四个整型变量,在这里插入图片描述
与上面的介绍相似,二维数组名是一个指向整个二维数组首地址的指针,但是它的类型不再是int类型指针,而是int类型数组指针。定义为 中括号中要明确一维数组的大小,比如4,
在这里插入图片描述此时, c和c[0]的值都是整个二维数组的首地址,我们对他们解引用都可以得到二维数组第一个元素c0的值, c [ 0 ] = * c = c 0 。
但如果递增c,由于c的类型为二维指针 c+1便指向了第二个一维数组,
在这里插入图片描述如果递增c[0],由于C[0]类型为一维指针,C[0]+1便递增了四个内存单元,指向了第一个一维数组的第二个元素。在这里插入图片描述
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