在开启这个章节之前，我看过很多书上都是先讲数组，后续又说数组名就是是地址，如果没有前期知识的铺垫，大多数都会想，地址是个啥玩意？到底什么是数组？什么是指针？他们之间又有什么样的关系？本章节我们将深入学习。

1、指针是什么？

在看这个问题之前，我们先引入一段简单的代码做铺垫：

int main()
{
  int a = 10; //定义a变量开辟了一块空间并且初始化
  a = 20; //使用的是a的空间：左值
  int b = a; //使用的是a的内容：右值，此时a等价于20
  return 0;
}

同过上面代码及注释，我们可以看出，同样一个 a 变量，在不同的应用场景中，a 的本身含义是不同的！

那么这个代码跟指针又有什么关系呢？

指针就是地址！就好比你 &a，取出变量 a 的地址，而这个就可以称作是指针！地址的本质上是数据！数据是可以被保存在变量空间里面的！

这里可能有人会说，你在胡说，那我之前就知道指针是存放地址的，你现在又告诉我指针就是地址？这直接把我搞糊涂了。这里你就不够严谨了！我们口头上说的指针，指的是指针变量！什么是指针变量？就是保存指针的变量，也可以说是保存地址的变量，这个变量就叫做指针变量！

从严格意义上，指针和指针变量是不同的，指针就是地址，而指针变量是C语言中的变量！要在特定区域开辟空间，用来保存地址数据，也可以被取出地址。

但是我们在口语化表达的时候，经常将这两个概念混合，是以前的书不够严谨？还是教学的人学的不够通透，或者是翻译外国资料的时候没翻译清楚？具体原因无从考证，在以后，我们分开理解，和别人讨论时，要明确概念，指针就是指针，指针变量就是指针变量！

有了上面的认识，我们再来看一段代码：

int main()
{
  int a = 10;
  int* p = &a; //取出变量a的地址放到指针变量p中
  p = (int*)0x11223344; //使用p变量的空间，左值
  int* q = p; //使用p变量的内容：右值，此时的p等价于0x11223344
  return 0;
}

我们再次总结一下：指针就是地址！指针变量本质是变量，里面保存的是地址(指针)值！

2、为什么要有指针？

这里我们举个例子来说明，张三在寝室打游戏，到了中午肚子饿了，于是拿起手机点了份外卖，外卖小哥送到寝室楼下，一头雾水（假设没有门牌号的情况下），打电话问张三：“你在哪里啊？”，张三：“我在宿舍里啊”，“你在哪个宿舍啊？”，“我不知道该怎么表达，你一间间找吧”，外卖小哥很无奈，只能一间间的找，好不容易找到对应的房间，菜都凉了，外卖小哥成功获得了一个差评。

通过上述案例，证明了门牌号的重要性，显然而知没有门牌号是多么麻烦的一件事，门牌号归根到底就是为了提高查找效率！

那么我们类比到计算机中，CPU 在内存中寻址的基本单位是字节，在32位机器下，最多能识别 4G 的物理内存，既然 CPU 寻址是按照字节，但是内存又很大，所以可以看作众多字节的集合：

其实我们门牌号就可以等价于每个字节空间对应的地址，也就是该空间对应的指针

存在指针的意义就是为了提高CPU寻址效率。

那么如何理解编址呢？

我们得了解一个概念，计算机内部是有很多硬件单元的，而硬件单元是需要互相协同工作，最基本的他们之间要互相进行信息传递，而我们一个个硬件之间是相互独立的，总得想个办法把他们相关联起来，就举例CPU和内存之间要传递大量的数据，那么他们之间就会用“线”给连起来，今天我们只关心地址总线。

在CPU需要访问内存的某一个空间的时候，必须知道这个字节空间在内存的什么位置上，因为内存中字节很多，所以就如我们上面所说引入了地址，也就是给内存进行编址，在计算机中的编址，并不是把每个字节的地址信息保存下来，而是通过各硬件厂商出厂前就设计完成了。

硬件编址也是如此，32 位机器有 32 根地址总线，每根线可以表示两种形态 0，1【高电压低电压】，也就是说 1 根线能表示 2 种含义，2 根线表示 4 种含义，以此类推，32根线能表示 2^32 种含义，而每种含义则代表着一个地址，在地址信息被下达给内存，在内存的内部就可以找到该地址对应的数据，将数据在通过数据总线传入CPU内寄存器。（点到即可）

指针的大小？

有了上面的认识就理解指针的大小就很简单了，如果是 32 位机器我们要存一个地址数据是不是应该用 4 个字节，那如果是 64 位的环境就应该用 8 个字节大小空间来存放一个地址，那么我们的结论正不正确呢？

结论：指针变量是用来存地址的，地址的大小表示是根据操作环境变化的，所以要想放得下地址的数据大小，指针的变量大小也会随着系统环境而变化。

3、指针的内存布局

在很多教材上都会说某某指针指向了某某变量，是真的指向吗？既然指针变量是用来存地址的，那一个 int 占四个字节，他存的又是哪个字节的地址呢？下面我们来一一讨论。

先看一段代码：

int main()
{
  int a = 10;
  int* p = &a;
  return 0;
}

这里我们先来分析一下，创建了一个整型 a 变量，同时初始化为 10，接着我们创建了一个整型指针变量 p ，并取出变量 a 的地址赋值给指针变量 p，那么他们的内存布局是这样的：

所以我们常说的指针变量 p 指向变量 a 实质上是指针变量 p 中存放着 a 变量的起始地址，也是最小的地址。也能明白，取地址本质是取出变量的起始地址。如果有的老师画图把指向图画在变量中间的话，那么他显然画图画的很不严谨！