【C语言】:深入理解指针变量

简介: 【C语言】:深入理解指针变量

1.指针变量的大小

32位机器假设有32根地址总线,每根地址线出来的电信号转换成数字信号0或者1,那我们把32根地址线产生的二进制序列当作一个地址,那么一个地址就是32个bit位,需要4个字节才能储存。

指针变量是用来存放地址的,那么指针变量的大小就得是4个字节的空间储才可以。

同理64位机器,假设有64根地址线,一个地址就是64位二进制位组成的二进制序列,需要64个bit位,就是8个字节,指针变量的大小就是8个字节。

注:x86就是32位机器,x64就是64位机器。

结论:

  1. 32位平台下地址是32个bit位,指针变量大小是4个字节;
  2. 64位平台下地址是64个bit位,指针变量大小是8个字节;
  3. 注意:指针变量的大小和类型是无关的,只要是指针类型的变量,在相同的平台下,大小都是相同的

2.指针变量类型的意义

既然指针变量的大小和类型无关,为什么还要使用各种各样的指针类型呢?

其实指针类型是有特殊意义的。

2.1 指针的解引用

对比下面两段代码,主要在调试时观察内存的现象:

代码1:

代码2:

调试可以看到,代码1会将n的4个字节全部改为0,代码2只是将n的第一个字节改为0。

结论:

指针类型决定了指针进行解引用操作时访问几个字节,也就是决定指针的权限

比如:

char* 的指针解引⽤就只能访问⼀个字节,而int* 的指针的解引用就能访问四个字节。

2.2 指针±整数

直接上代码,调试观察地址的变化:

int main()
{
  int a = 10;
  int* pa = &a;
  char* pc = &a;
  printf("pa   =%p\n", pa);
  printf("pa+1 =%p\n", pa+1);
  printf("pc   =%p\n", pc);
  printf("pc+1 =%p\n", pc+1);
  return 0;
}

我们可以看出,int* 类型的指针变量+1跳过了4个字节,char* 类型的指针变量+1跳过了1个字节。

画图演示为:

结论:

指针变量的类型决定了指针向前或向后走一步多大(距离)。

2.3 void* 指针

在指针类型中有一种特殊的类型是void* 类型,可以理解为无具体类型的指针(或叫做泛型指针),这种类型的指针可以用来接收任意类型的地址。

但是也有局限性,void* 的指针不能解引用操作和不能进行指针±整数操作

例如:

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

把一个int 类型的变量的地址赋给char* 类型,生成解决方案后会报出一个警告

而使用void* 类型就不会有这样的问题:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  float b = 0.0f;
  void* p = &a;
  p = &b;
  return 0;
}

但是如果我们对它进行解引用操作,则会直接报错

#include <stdio.h>
int main()
{
  int a = 0;
  char* p = &a;
  
    p = p + 1;
    *p=10;
  return 0;

那么void* 指针一般有什么用呢?

⼀般 void* 类型的指针是使用在函数参数的部分,用来接收不同类型数据的地址,这样的设计可以实现泛型编程的效果。

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