C语言:指针从何而来?

简介: 指针=内存编号=地址要理解这个点,首先需要了解一下内存空间:内存空间为了有效管理空间,将内存划分为一份份内存单元,每份内存单元占1个字节。每份内存单元都有一个编号,即内存编号,也叫地址。通过地址(内存编号)就可以找到某一内存空间。C语言中把地址也叫做指针,所以有:指针=内存编号=地址

一、什么是指针?


指针=内存编号=地址


要理解这个点,首先需要了解一下内存空间:


内存空间为了有效管理空间,将内存划分为一份份内存单元,每份内存单元占1个字节。


每份内存单元都有一个编号,即内存编号,也叫地址。通过地址(内存编号)就可以找到某一内存空间。C语言中把地址也叫做指针,所以有:指针=内存编号=地址


二、 地址(内存编号)是怎么得来的?


计算机有32位/64位机器,以32位机器为例:


32位机器中有32根地址线(物理电线),这些地址线可传输电信号,转化为数字信号表示0或1,32根地址线就可以传输32个0或1,排列组合就有2^32种编号,这些编号就是地址。


1个地址管理1个字节,所以32位机器的内存大小就是2^32字节,即4GB


64位机器:


64为机器就有64根地址线,有2^64个地址,内存大小就是2^64字节,即17,179,869,184GB

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三、变量在内存中是如何存储的?


以整型变量int为例:int型变量占4个字节,需要占4个地址,但实际存储的时候只需要存储这4个地址中较小的一个地址即可。因为这4个地址是连续的,所以通过较小的地址就可以找到所有地址,从而找到变量。


如下图所示,变量a的地址是0x000000F5236FF824,这只是变量a所占4个字节的4个地址中最小的地址。(一个地址管理一个字节,&a取到的也只是最小的地址)

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四、地址的展示形式


地址实际上是2进制形式,32个比特位(X86环境)或者64个比特位(X64环境),但是展示的时候是16进制形式:


X64环境下地址显示是16位,如 0x000000F5236FF824


X86环境下地址显示是8位,如 0x008FFEC4

int main()
{   
    int a = 10;
    int b = 15;
    return 0;
}

以X64环境为例:


a的地址是 0x00000060CBFCF9A4,值是 0x 00 00 00 0a(小端存储)


b的地址是 0x00000060CBFCF9C4,值是 0x 00 00 00 0f (小端存储)

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四、指针变量


指针变量是用来存放地址的变量


(注意:通常情况下口头语讲的指针是指指针变量,但事实上指针和指针变量并不等价,指针是地址,而指针变量是存放地址的变量)


int *pa=&a;


pa即为指针变量, * 表明pa是一个指针变量, int 表明 pa指向的是一个int类型的变量

int main()
{   
    int a = 10;
    int b = 15;
    int* pa = &a;
    int* pb = &b;
    return 0;
}

指针变量pa和pb的值就是变量a和b的地址,指针变量pa和pb也有地址,可以用二级指针变量来存储他们的地址。

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五、指针变量的大小

在不同的环境下,指针变量的大小也不同:

X86环境下,一个地址是32比特位的,需要4个字节存储,所以指针变量大小是4字节

X64环境下,一个地址是64比特位的,需要8个字节存储,所以指针变量大小是8字节

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