C语言基础之指针(一)

C语言基础之指针(一)
C语言基础之指针(二)

1、内存那些事儿

物理内存：计算机设备中的存储固件。

虚拟内存：操作系统虚拟出来的内存，当一个进程被创建或者程序运行的时候都会分配虚拟内存；由操作系统实现物理内存和虚拟内存之间的映射。

虚拟内分配机制：内存（线性空间），以字节为单位，每字节都会有独一无二的地址，地址呈线性增长。数据在内存中是以大、小端字节序的方式存储。

• 基本数据类型（int、short）：以小端或大断方式存储。
• 数组类型：在内存中会为数组分配一块连续的内存空间，按顺序存储。(数组中的基本数据类型，根据小端或大端存储，而数组元素按顺序存储)

注意：在32位系统下，每个进程的寻址范围是4G，0x00 00 00 00 ~ 0xff ff ff ff。
了解更多： 动态内存DRAM和静态内存SRAM

2、指针

指针就是地址（虚拟内存中的地址）。

3、指针变量

是个变量，用来存放一个地址编号，该地址编号是其它数据单元（变量/数组/结构体/函数等）的首地址。若指针存放了某个数据单元的首地址，则这个指针指向了这个数据单元，若指针存放的值是0，则这个指针为空指针。

4、指针大小

在32位系统下，所有类型的指针都是4个字节。

5、指针和变量的关系

在程序中，引用变量的方法

1. 直接通过变量的名称
   int a;
   a = 100;

2. 也可以通过指针变量
   int *p; // 定义一个指针变量，*修饰p是个指针变量
   p = &a; // 取的地址给 p赋值，p保存了a的地址，也可说p指向了a
   *p = 100;// 在调用的时候*是取值的意思，*指针变量 等价于 指针指向的变量

   
   

6、指针的运算

6.1、指针可以加一个整数，往上指几个它指向的变量，结果还是个地址

int array[] = "hello";
int *point = array;// c语言规定：数组名是数组的首地址，此时point指向数组的首地址，也是第 0 个元素的地址
point += 1;// 移动指针地址（最终移动的字节数和指针变量的类型有关）
printf("point = %p\n",point);// 输出结果为数组元素‘e’的地址（和大小端有关也存在一定关系）

6.2、两个相同类型指针可以比较大小

前提：只有两个相同类型的指针指向同一个数组元素的时候，比较大小才有意义；指向前面元素的指针小于指向后面元素的指针;

6.3、两个相同类型的指针可以做减法

前提：必须是两个相同类型的指针指向同一个数组的元素的时候，做减法才有意义；做减法的结果是，两个指针指向的中间有多少个元素。

6.4、两个相同类型的指针可以相互赋值

注意：
1、只有相同类型的指针才可以相互赋值（void *类型的除外）。
2、如果类型不同的指针想要互相赋值，必须进行强制类型转换。

6.5、指针操作方式总结

指针操作方式：取地址、取内容、加、减等。

7、指针 和 数组的关系

1、指针可以保存数组元素的地址。
2、可以定义一个数组，数组中有若干个相同类型的指针变量，这个数组被称为指针数组。

8、指针数组

指针数组：本身是个数组，是指针数组，是若干个相同类型的指针变量构成的集合。其数组名即为指向该数据类型的指针，数组的定义等效于申请内存、定义指针和初始化。
例1：(申请内存、定义指针和初始化)
char a[ ] = {0x33, 0x34, 0x35};
等效于：

• 申请内存;
• 定义 char *a = 0x4000;
• 初始化数组;

例2：(利用下标引用数组数据也等效于指针取内容.)

• a[0]; 等效于 *a;
• a[1]; 等效于 *(a+1);

• a[2]; 等效于 *(a+2);

  
  

9、指针的指针：即指针的地址

int a; // 定义一个变量a
int *p;// 定义一个指针变量p，即一级指针，保存普通变量的地址（指针变量本身占4个字节）
p = &a;// 将 普通变量a的地址 赋值给 指针变量p
此时：*p == a

---

int **pp;// 定义一个指针的指针变量pp （二级指针：保存一级指针的地址）
pp = &p;// 将 指针变量p 赋值给 指针的指针变量pp
此时：
*pp == p
*(*pp) == *p == a

---

int ***ppp;// 定义一个三级指针（三级指针：保存二级指针）
ppp = &pp；
此时：*(*(*ppp)) == a
⚠️注意：p、pp、ppp都是指针变量，都占4个字节，都存放地址编号，只是类型不同

10、指针和字符串

字符串：以\0结尾的若干字符的集合。
字符串的存储形式：数组、字符串指针、堆

1. char string[100] = "Hello world!";
   定义并初始化字符数组string，来存储"Hello world!"字符集合，该字符集合是存储在string这个变量中的。可动态修改字符串内容。

2. char *string = "Hello world!";
   定义并初始化一个指针变量string，因为char只占一个字节，只能存放字符地址编号，所以"Hello world!"字符集合不能存放在string指针变量中。此时这里string指针变量只是存放了字符‘H’的地址编号，"Hello world!"字符集合存放在内存的文字常量区。不可动态修改字符串内容。

3. char *string = (char *)malloc(13 * sizeof(char));
   strcpy(string, "Hello world!")
   动态申请 13(12个字符 + 1个\0结尾字符) 个字节的存储空间，将首地址赋值给指针变量string。最后将字符串"Hello world!"拷贝到string指向的内存空间。可动态修改字符串内容。

拓展：
char *string = "Hello world!";
字符数组：在内存（栈、静态全局区）中开辟了一段空间存放字符串。
字符串指针：在文字常量区开辟了一段空间存放字符串，将字符串的首地址赋值给字符指针。
堆：使用malloc函数在堆区申请空间，将字符串拷贝到堆区
创建操作局部变量时，可使用字符数组；创建使用全局变量时，可在堆区申请内存使用，堆区内存要手动申请、手动释放；

⚠️ 注意：字符串的可修改性
1、栈和全局区中的内存是可以修改的。
2、文字常量区的内存是不可修改的。
3、堆区的内容是可以修改的