目錄

1.內存與地址

1.1 什么是內存

1.2 編址

2. 指針的變量和地址

2.1 取地址（&）

2.2 指針變量

2.3 解引用

2.4?指針變量大小

3. 指針變量類型存在的意義

3.1 不同類型指針的解引用

3.2 指針對整數的運算（+，-）

3.3 void* 指針

4. const 修飾

4.1 const 變量

?4.2 const（指針變量）

5. 指針的運算

?6. 野指針

7. assert斷言

8.指針的使用和傳址調用

舉例1：strlen 的模擬實現

傳址調用例如：寫?個函數，交換兩個整型變量的值

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1.內存與地址

1.1 什么是內存

在這之前我們先說一下生活中的一些與內存非常像的例子

生活中有很多高樓，假設樓里有100個房間，你就住在其中一個，你的朋友要來找你，如果房間沒有編號，那么就要一間一間去找，這樣等你的朋友找到你，大概也天黑了，但是如果每個房間都有自己的編號，如：一樓：101,102.......? ? ? ? 二樓：201,202.....以此類推，這樣你的朋友就可以快速找到你。

?其實計算機中的內存也是通過這樣管理的，我們知道計算機CPU在處理數據的時候，需要的數據是在內存中讀取的，用完了在放回內存中。

計算機也是把內存劃分為一個個的內存單元，每個內存單元的大小是1字節。

補充：一個比特位可以儲存一個2進制的位1或0。

bit- 比特位                    1byte = 8bit
byte- 字節                    1KB = 1024byte
KB                            1MB = 1024KB
MB                            1GB = 1024MB
GB                            1TB = 1024GB
TB                            1PB = 1024TB
PB

把這些每一個內存單元想成一個房間，一個房間可以放8個比特位。

把每個內存單元的編號想成一個內存的地址。

總結就是：內存單元的編號==地址==指針

1.2 編址

計算機中的編址，不是把每個字節的地址記錄下來，而是通過硬件設計來完成的。就比如許多樂器的規則，都是設計者設計好的，所有人都遵循這個規則。其實本質上就是一直約定出來的共識。

2. 指針的變量和地址

2.1 取地址（&）

知道了內存和地址，其實在C語言中創建變量就是向內存申請一塊空間。

?向這樣的地址a我們應該如何得呢？

這時就要用到我們的一個操作符（&）——取地址操作符

#include <stdio.h>
//%p--打印地址
int main()
{int a = 10;printf("%p\n", &a);return 0;
}

?我們知道整型變量是占4個字節，這里我們只要知道第一個地址，就可以訪問到4個字節的數據了

2.2 指針變量

當我們通過&得到的地址也是一個數（0x0023DF32），這個數值有時候也要儲存起來，方便我們后面的使用。但是我們應該存放到哪呢？答案就是：指針變量。

#include <stdio.h>
int main()
{int a = 10;int* p = &a;//把a的地址儲存在p這個指針變量中。return 0;
}

注意：指針變量也是變量，這種變量是用來存地址的，只要存放在指針中的值都會理解為地址。

?指針的類型：

int a=10;
int* p=&a;

這里的* 是在說明平時指針變量，而int 是在說明p指向的是整型類型的對象。

2.3 解引用

我們現在知道怎么把地址保證起來了，但是要怎么使用呢?在現實生活中，我們每個房間都會有一把打開它的鑰匙，用了鑰匙我們就可以打開房間，找到里面的東西。C語言其實也是一樣的，我們拿到了地址，就可以通過地址找到地址指向的對象。這里就要用到解引用操作符 *（）。

#include <stdio.h>
int main()
{int a = 10;int* p = &a;//把a的地址儲存在p這個指針變量中。*p = 0;//解引用p，找到a并且將它的值改為0printf("%d", *p);return 0;
}

2.4?指針變量大小

#include <stdio.h>
//指針變量的??取決于地址的??
//32位平臺下地址是32個bit位（即4個字節）
//64位平臺下地址是64個bit位（即8個字節）
int main()
{printf("%zd\n", sizeof(char*));printf("%zd\n", sizeof(short*));printf("%zd\n", sizeof(int*));printf("%zd\n", sizeof(double*));return 0;
}

3. 指針變量類型存在的意義

?其實指針類型是有特殊意義的，不同的類型有不同的意義。

3.1 不同類型指針的解引用

我們先看兩個程序：

#include <stdio.h>
int main()
{int n = 0x11223344;int* pi = &n;*pi = 0;return 0;
}

#include <stdio.h>
int main()
{int n = 0x11223344;char* pc = (char*)&n;*pc = 0;return 0;
}

通過調試我們發現第一個程序會把n的4個字節全部改為0，而第二個程序只會把第一個字節改為0

總結：指針的類型決定了，對指針解引?的時候有多?的權限（?次能操作?個字節）。

3.2 指針對整數的運算（+，-）

我們可以看到，char*類型的指針變量+1跳過1個字節，int* 類型的指針變量+1，跳過4次字節。

總結：指針的類型決定了指針向前或者向后走一步的距離。

3.3 void* 指針

在指針類型中有void*類型的，我們可以理解為沒有具體類型的指針（泛指針），這種指針可以接收任意類型的地址。但是，void* 不能用來直接進行指針的加減整數和解引用運算。

?注：?般 void* 類型的指針是使?在函數參數的部分，?來接收不同類型數據的地址，這樣的設計可以 實現泛型編程的效果。使得?個函數來處理多種類型的數據。

4. const 修飾

4.1 const 變量

只要是變量，就是可以修改的。如果我們要想要這個變量成為不可變的，那么就要用到 const 來修飾。

?4.2 const（指針變量）

舉例：

#include <stdio.h>
//代碼1
void test1()
{int n = 10;int m = 20;int* p = &n;*p = 20;p = &m; 
}
void test2()
{//代碼2int n = 10;int m = 20;const int* p = &n;*p = 20;p = &m; 
}
void test3()
{int n = 10;int m = 20;int* const p = &n;*p = 20;p = &m; 
}
void test4()
{int n = 10;int m = 20;int const* const p = &n;*p = 20; p = &m; 
}
int main()
{//測試?const修飾的情況test1();//測試const放在*的左邊情況test2();//測試const放在*的右邊情況test3();//測試*的左右兩邊都有consttest4();return 0;
}

結論：const修飾指針變量的時候

1.const如果放在*的左邊，修飾的是指針指向的內容，保證指針指向的內容不能通過指針來改變。 但是指針變量本?的內容可變。

2.const如果放在*的右邊，修飾的是指針變量本?，保證了指針變量的內容不能修改，但是指針指 向的內容，可以通過指針改變。

5. 指針的運算

指針的基本運算有三種，分別是：

?指針+- 整數——根據指針變量的類型，向前或向后移動

?指針-指針

?指針的關系運算

?6. 野指針

概念：野指針就是指針指向的位置是不可知的（隨機的、不正確的、沒有明確限制的）——沒有約束的指針。

產生野指針的原因：
1. 指針沒有初始化

2. 指針越界訪問 ——只有10個元素，但是訪問到第11個

3. 指針指向的空間被釋放——指針指向函數

避免野指針的方法：
1. 指針初始化：指針一定要指向一個地址，沒有就給指針賦值NULL（0）

2.小心指針越界：?個程序向內存申請了哪些空間，通過指針也就只能訪問哪些空間。

3. 指針變量不再使用時一定要及時置為NULL，指針使用之前檢查有效性。

4. 避免返回局部變量的地址

7. assert斷言

assert.h 頭?件定義了宏 assert() ，?于在運?時確保程序符合指定條件，如果不符合，就報錯終?運?。這個宏常常被稱為“斷?”。

assert （p!=NULL）
//驗證p是否等于NULL
//當p不等于NULL時，程序繼續運行，否則停止，并且給出報錯信息

assert 的實現：assert() 宏接受?個表達式作為參數。如果該表達式為真（返回值?零），assert() 不會產? 任何作?，程序繼續運?。如果該表達式為假（返回值為零）， assert() 就會報錯，在標準錯誤流 stderr 中寫??條錯誤信息，顯示沒有通過的表達式，以及包含這個表達式的?件名和?號。

使用的優點：可以自動標識文件和出問題的行號，還有?種?需更改代碼就能開啟或關閉 assert() 的機制。

補充：如果已經確認程序沒有問題，不需要再做斷?，就在 #include 語句的前?，定義?個宏 NDEBUG 。

8.指針的使用和傳址調用

舉例1：strlen 的模擬實現

#include<assert.h>
int my_strlen(const char* str)
{int count = 0;assert(str);//斷言判的str是否為真（非0）while (*str){count++;str++;}return count;
}
int main()
{int len = my_strlen("abcdef");printf("%d\n", len);return 0;
}

傳址調用
例如：寫?個函數，交換兩個整型變量的值

我們一般的想法（傳值調用）：

?注意：實參傳遞給形參的時候，形參會單獨創建?份臨時空間來接收實參，對形參的修改不影響實參。

如果把要交換值的地址傳給函數呢？

我們可以看到交換成功了。這種把變量的地址傳遞給了函數的方式叫：傳址調用。

補充：傳址調?，可以讓函數和主調函數之間建?真正的聯系，在函數內部可以修改主調函數中的變量；所以未來函數中只是需要主調函數中的變量值來實現計算，就可以采?傳值調?。如果函數內部要修改主調函數中的變量的值，就需要傳址調?。