一、内存与地址1.内存CPU处理数据需要从内存中读取数据处理后的数据也会放到内存之中我们买的电脑都是16GB/32GB 那我们内存该如何管理这些数据呢内存分为了一个个的内存单元每个内存单元的大小都为1个字节我们需要对内存空间有一定的概念其中1 byte 8 bite1个比特对应着1个二进制位1个字节对应着8个二进制位我们该如何快速的理解地址呢我们注意内存单元是以字节形式累积的打个比方每个内存单元即字节相当于一个学生宿舍8个比特位就相当于是宿舍里住着8名学生每个内存单元也有自己的编号这个编号就相当于宿舍的门牌号方便CPU快速的找到内存空间在计算机中我们把内存单元编号称作地址C语言中给地址起了个新的名称叫指针我们看这些地址时是不是有些头大为什么是0XFFFFFFFFF的形式其实为了方便存储更大的数字以十六进制编号编号的前两个数字0X说明是十六进制。我们可以发现编号是以0X00000000形式存储的一个十六进制位可以换算成四个二进制位所以0X00000000换算成了32个二进制位换算成4个字节但如果要是用4个字节去存1个字节的数据的话未免太浪费了为了避免这些不必要的浪费计算机并没对这些编号进行存储管理而是通过编址的形式接下来我们将讨论编址的原理2.编址的计算机底层原理我们先弄清楚此通信的原理CPU下达一个命令比如说READ 0x00001001先通过控制总线传达READ读取指令再通过地址总线 到达编号为0x00001001的地址假如这个地址指向的是数据2数据2再通过数据总线传递给CPU这就完成了硬件之间的相互协同。那为什么可以通过地址总线精确到每一个地址呢那生活举例吉他里每一个弦发什么音都是固定的吉他上并没有写具体音符在哪个位置但制造商再设计乐器时已经约定好了本质成为了共识硬件32位机器32根地址总线每一根地址总线只有两态0 和 1 一根地址总线有两种含义那么32根地址总线就有2^32种含义 每一种含义就对应每一个地址地址信息下达给内存内存再数据通过数据总线传达给CPU的寄存器。、二、指针变量和取址10的二进制表示为00000000 00000000 00000000 00001010 为什么是有32位因为一个整数是四个字节有32个二进制位比特位10用十六进制表示为0x00 00 00 0a我们知道计算机内部内存是用0和1存储的但为什么内存的地址和数据会以十六进制的形式显示出来极高压缩率缩率节省屏幕空间一个原本需要 32 位长、顶满屏幕的二进制数用十六进制写出来只需要 8 个字符例如 0x000010101.取地址操作符#includestdio.h int main() { int a 10 ; printf(%d\n,a); }a占用四个字节每个字节都占有地址但是a肯定不能去用四个地址a的地址就是第一个字节的第一个地址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.指针变量和解引用操作符*2.1指针变量我们通过取地址得到的数值需要存起来存在哪里呢存在的地方就叫指针变量存放指针变量的值会被称为地址#includestdio.h int main() { int a 10 ; int *p a; printf(%d\n,a); }p代表的是指针变量2.2如何拆解指针类型呢p的类型叫int * * 表示p是指针变量int表示指向的对象类型是int2.3解引用操作符我们把指针保存到指针变量里去以后肯定要用到那未来怎么用呢这就用到解引用操作符了2.4指针变量的大小指针变量的大小取决于存放的是什么因为存放的是地址所以需要考虑地址存放需要多大空间一个地址变量的大小是多少32位机器上地址是32个比特位指针变量需要4个字节的空间来存储。编译器上是X64表示64位机器上地址是64个比特位指针变量需要8个字节的空间来存储。编译器上是X86表示但是指针变量的大小和指针变量的类型无关指针永远都是那么长与其他无关32位机器和64位机器地址长度也有所区别三.指针变量类型的意义3.1指针的解引用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多少字节。比如char*的指针解引用就只能访问一个字节int*的解引用可以访问四个字节int*类型char*类型那不同类型指针的解引用有什么意义呢假设我们想要想向后访问4个字节的数据就用int *想要向后访问一个字节的数据就用char*3.2指针加减整数结论指针的类型决定了指针向前或向后一步走了多大的距离char类型指针1指针变量向后走一个字节int类型指针1 指针变量向后走四个字节3.3 void*指针void*是一种特殊的指针void是什么意思void是空的意思我们可以理解为无具体类型的指针泛形指针它可以接受任意类型的指针就好比一个垃圾桶bushi可以接受所有瓶瓶罐罐的东西。但是他也有局限性void*指针不能进行解引用为什么不能呢因为它太能“容”了可以放int char …………把放在这个“容器”里面的这个“垃圾”掏出来它也不知道这个是什么类型的数据或者说它根本没有识别类型的功能。更不要说指针的解引用时的操作权限字节了因此它也没有指数加减整数的功能那么void指针有什么用呢一般void*指针使用在函数参数的部分用来接收不同类型的数据使得一个函数来处理多种类型的数据实现泛型编程。4.指针运算4.1指针-整数因为数组在内存中是连续存放的只要知道第一个元素的地址顺藤摸瓜就能找到所有元素的地址//int main() { // //int a 10 ; // //int *p a; // //printf(%d\n,a); // int a[10]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; // int * pa[0]; // for (int i 0;i 9;i) { // printf(%d ,*(p i)); // } //}int main() { int a[10]{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; int * pa[0]; for (int i 0;i 9;i) { printf(%d ,*p); p; } }有两种方法第一种是p不动i变化第二种是p自己移动4.2指针-指针举个例子在生活中我们会日期加减掉天数得到别的日期也有日期减日期得到天数但是日期减去日期没意义同理指针加减整数得到别的指针指针减指针也能得到整数指针加指针却没有意义int main() { int a[10] { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; int* p a[0]; printf(%d\n,a[9]-a[0]); }指针减指针得到的是之间相隔的元素数而不是相差的字节数。C 语言中的指针减法规则当两个相同类型的指针相减时编译器会自动将“物理字节差”除以“指针所指向类型的大小sizeof”。其计算公式可以理解为指针之差物理地址差指针指向类型的大小36 字节sizeof(int)3649指针之差指针指向类型的大小物理地址差​sizeof(int)36 字节​436​9前提两个指针指向同一块空间数组名是数组首元素的地址自己设置一个函数代替strlen函数用到指针减去指针my_strlen(char* p) { char* start p; while (*p ! \0) p; return p - start ; } int main() { char arr[]abcdef; //[a b c d e f \0] size_t len my_strlen(arr); printf(%zu\n,len); }4.3指针关系运算指针就是地址地址就是编号编号就是数值#include stdio.h int main() { int arr[10] {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}; int *p arr[0]; int sz sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); while(p arr sz) { printf(%d , *p); p; } return 0; }