指针

指针可以直接操作内存和硬件

1. 内存

1.1 内存含义

内存含义：

存储器：计算机的组成中，用来存储程序和数据，辅助CPU进行运算处理的重要部分。
内存：内部存贮器，暂存程序/数据——掉电丢失 SRAM、DRAM、DDR、DDR2、DDR3。RAM掉电丢失,DDR2,DDR3速率不同
外存：外部存储器，长时间保存程序/数据—掉电不丢ROM、ERRROM、FLASH（NAND、NOR）、硬盘、光盘。
内存是沟通CPU与硬盘的桥梁：
暂存放CPU中的运算数据
暂存与硬盘等外部存储器交换的数据

1.2 物理存储器和存储地址空间

有关内存的两个概念：物理存储器和存储地址空间。

物理存储器：实际存在的具体存储器芯片。

主板上装插的内存条
显示卡上的显示RAM芯片
各种适配卡上的RAM芯片和ROM芯片

存储地址空间：对存储器编码的范围。我们在软件上常说的内存是指这一层含义。

编码：对每个物理存储单元（一个字节）分配一个号码
寻址：可以根据分配的号码找到相应的存储单元，完成数据的读写

1.3 内存地址

启动一个程序,系统在内存上给程序分配一块内存空间,32位操作系统--2^10*2102^104 -- 4G的内存空间,内存的是由字节组成的,每个字节都会有地址编号,编号从0x00000 0000 - 0xffff ffff

将内存抽象成一个很大的一维字符数组。
编码就是对内存的每一个字节分配一个32位或64位的编号（与32位或者64位处理器相关）。
这个内存编号我们称之为内存地址。
内存中的每一个数据都会分配相应的地址：
char:占一个字节分配一个地址
int: 占四个字节分配四个地址
float、struct、函数、数组等

地址:内存编号

2.指针基础知识

2.1 指针与指针变量

地址:内存的编号,我们把这个编号(地址)也叫做指针

内存区的每一个字节都有一个编号，这就是“地址”。
如果在程序中定义了一个变量，在对程序进行编译或运行时，系统就会给这个变量分配内存单元，并确定它的内存地址(编号)
指针的实质就是内存“地址”。指针就是地址，地址就是指针。
指针是内存单元的编号，指针变量是存放地址的变量。
通常我们叙述时会把指针变量简称为指针，实际他们含义并不一样

指针变量
指针变量存放的是指针地址,所以32位操作系统指针变量大小占4个字节,64位操作系统指针变量占8个字节

2.2 指针变量的定义和初始化

#include <stdio.h>
int main()
{
        int a = 10;  // a在内存中占4个字节,a在内存中有地址
        // 1. *与符号结合表示一个指针变量
        // 2. 要保存谁的地址,将他的定义形式放在此处
        // 3. 用*p替换掉定义的变量
        
        // 指针变量p的类型,将p涂黑剩下的类型
        // 指针变量p保存什么类型的地址,将指针变量p及最近的*一起涂黑,剩下的类型就是指针变量类型
        int *p; // *p -- p是一个指针变量,p的类型是int *类型,保存int类型的地址

        p = &a;

        // 定义指针存储数组地址
        int a[10];
        int (*p)[10];

        int **p; // p的类型是 int \*\* ,保存的是int *类型的地址
        
}

#include <stdio.h>

int main()
{
	int a = 0;
	char b = 100;
	printf("%p, %p\n", &a, &b); //打印a, b的地址

	//int *代表是一种数据类型，int*指针类型，p才是变量名
	//定义了一个指针类型的变量，可以指向一个int类型变量的地址
	int *p;
	p = &a;//将a的地址赋值给变量p，p也是一个变量，值是一个内存地址编号
	printf("%d\n", *p);//p指向了a的地址，*p就是a的值

	char *p1 = &b;
	printf("%c\n", *p1);//*p1指向了b的地址，*p1就是b的值

	return 0;
}

2.3 指针变量的使用

指针变量保存谁的地址就指向谁,指针指向谁就可以操作谁

int main()
{      
        int a = 10;
        int *p;
        p = &a;
        // 在使用的时候,*与p结合,表示取p指针所指向的那块内存空间的内容
        *p = 100;
        printf("a = %d\n",a); //a = 100

        p = 200;  // 这个操作是可以的
}

注意：&可以取得一个变量在内存中的地址。但是，不能取寄存器变量，因为寄存器变量不在内存里，而在CPU里面，所以是没有地址的。

2.4 *与取地址

= 两边的变量要匹配
在使用的时候,在一个表达式之前取*,表达式类型减一级*
在使用的时候,在一个表达式之前&,表达式类型加一级*

int main()
{      
        int a = 10;
        int *p;
        p = &a;   // p的类型是 int * -- &a之后a的类型也是int *
        // 在使用的时候,*与p结合,表示取p指针所指向的那块内存空间的内容
        *p = 100;
        printf("a = %d\n",a); //a = 100

        p = 200;  // 这个操作是可以的,p是变量可以改变

        int *p;
        int **q;
        *q = p; // q -- int *   p -- int *
        q = &p; // q -- int **  p -- int **
}

2.5 指针变量的大小

32位编译器 -- 指针变量大小都是4字节
64位编译器 -- 指针变量大小都是8字节

int main()
{
        short *p1;
        char *p2;
        int *p3;   // p1 p2 p3 都是4字节
        int **p4   // p4 也是4字节
}

2.6 指针的宽度与步长

不同类型的指针变量取指针指向的空间的内容的宽度

char *p -- 取一个字节
short *p -- 取二个字节
int *p -- 取四个字节
指针的宽度 = sizeof(将指针变量与指针变量最近的*拖黑剩下的类型)
int **p -- 指针宽度sizeof(int *) -- 4个字节
指针的宽度也叫做步长,就是指针加1跨过的字节

#include <stdio.h>
int main()
{
        int num = 0x01020304;
        // short *p1 = &num   错误, 左边类型是 short * 右边类型是 int * 所以要进行强转
        short *p1 = (short *)&num;
        char *p2 = (char *)&num; 
        int *p3 = &num;  
        
        // 通过*取指针变量所指向的空间的内容时,取的内存的宽度和指针变量本身的类型有关
        printf("%x\n",*p1);  // 304   
        printf("%x\n",*p2);  // 4
        printf("%x\n",*p3);  // 1020304
        return 0;
}

#include <stdio.h>
int main()
{
        int num = 0x01020304;
        // short *p1 = &num   错误, 左边类型是 short * 右边类型是 int * 所以要进行强转
        short *p1 = (short *)&num;
        char *p2 = (char *)&num; 
        int *p3 = &num;  
        
        // 通过*取指针变量所指向的空间的内容时,取的内存的宽度和指针变量本身的类型有关
        printf("%x\n",*p1);  // 304   
        printf("%x\n",*p2);  // 4
        printf("%x\n",*p3);  // 1020304
        return 0;
}