C语言指针及占据内存空间

第1、了解内存空间

本文章文字有点多，会有点枯燥，配合图文一块儿看能够缓解枯燥，耐心阅读哦！！！

先了解内存地址，才更好的理解指针！

咱们能够把内存想象为成一列很长很长的货运火车，有不少大小相同的车箱，而每一个车箱正好至关于在内存中表示一个字节。这些车箱装着不一样的货物，就像咱们的内存要存着各式各样的数据。

多啰嗦一下

咱们平时在电脑上可以听音乐、看视频和文章，其实看到的这些东西就是内存中每一个“车箱”里面的数据，这些数据最终仍是由二进制0/1演变而成。

虽然视频、文章、音乐等这些信息在咱们眼里是不一样的，但对于计算机来讲它们在内存中都是以二进制的形式来表示。

由于咱们要知道去哪存或取数据，因此内存中每一个字节都有对应的编号，就像火车上的车箱编号同样。而这个内存中每一个字节的编号就是咱们常说的内存地址，是按一个字节接着一个字节的次序进行编址。以下图所示：

凡事多问几个为何？

1. 为何内存地址都有0x开头？

0x 开头表明以十六进制来表示的意思。

2. 为何咱们平时看到内存地址是这样的呢？如图：

由于内存容量很大，容量大字节数天然也多了，因此须要更多位来编址内存地址。上图的（0x00 ...）内存地址这里只是便于理解！

3. 为何我那么菜呢？

哈哈哈......你内心没点*数吗？

关于内存字节

• 1个内存地址只存1个字节 (Byte)；
• 1个字节等于8位二进制，每一位二进制的0或1，叫“比特”(bit)；
• 比特是最小单位，字节是比特的集合，也是一个单位；

内存给数据类型地址分配以下：

• char:占一个字节分配一个地址；
• int: 占四个字节分配四个地址；
• 还有long、float、double等类型，等着你来动手测试。

可使用sizeof进行验证：

#include<stdio.h>
int main () { printf("sizeof(char)=%u\n",sizeof(char)); printf("sizeof(int)=%u\n",sizeof(int)); return 0; }

 结果以下：

第2、理解指针

不要把指针想得太复杂，指针的实质就是内存“地址”，能够说指针就是地址，其实指针就是保存地址的变量。

拿普通变量跟指针变量作比较：

char a;     // 定义一个变量a，用于保存char类型的数据；
char *b;    // 定义一个指针变量b，用于保存一个内存地址，这个内存地址上的数据必须是char类型的。

举个例子，给指针变量进行赋值：

#include<stdio.h>
int main () { char a = 5;        // char 类型占一个字节； 
    char *b = &a;    // “&”是取变量的地址，取出a在内存中的地址； // 赋值给b指针，此时b变量存储的就是a地址。
    printf("我是a变量的值：%d\n",*b);        // *b表示输出b里面存储的地址上的数据； // 证实b上存储的是a的地址；
    printf("我是a的地址：%p\n",&a); printf("我是b变量的值：%p\n",b); return 0; }

输出结果为：

我是a变量的值：5 我是a的地址：000000000062FE17 我是b变量的值：000000000062FE17

经过画图来理解：

经过指针间接性修改变量的值

char a = 5; char *b = &a; printf("初始值：a=%d,*b=%d\n",a,*b); *b = 12;    // 其实操做的就是变量a自己的值；
printf("修改后：a=%d,*b=%d\n",a,*b); ------------------------------------------ 输出结果为： 初始值：a=5,*b=5 修改后：a=12,*b=12

指针类型的概念

咱们知道char类型的数据只占一个字节，有不少类型是须要多个字节来存储的，像int类型的数据就须要四个字节来存储（根据平台不一样，长度也有可能不一致）。

对于int类型的指针从当前字节(地址)开始共四个字节(地址)都是属于该变量的值， 而对于char类型则只表示当前字节(地址)。代码以下：

int a = 259; int * p1 = &a; char * p2 = (char *)&a; // 这里须要强制转换一下类型
printf("*p1=%d,*p2=%d\n",*p1,*p2); ----------------------- 输出：*p1=259,*p2=3

经过画图来便于理解：

经过上文咱们已经对int类型指针有所了解了，*p1的输出是在咱们预算范围以内的，可是为何*p2输出的值是3呢？

重点，敲黑板！！！

由于计算机是使用二进制来表示数字的，上面(259)十进制转换二进制是 [100000011]，因为一个int类型变量占用四个字节，8位二进制为一个字节，补齐高位的0后，则 [00000000 00000000 00000001 00000011]，每8位二进制(一个字节)换算为十进制，则 [0  0  1  3]。

此时你应该差很少明白*p2为何输出的值为3了吧，可是内存地址中有个概念叫"大小端模式"，就会有两种不一样的排序：[0  0  1  3] or [3  1  0  0]。

因为计算机读取*p2的地址是0x00，因此直接输出这个地址上的数据，你也能够试着改一下，把259换成258/257等，看看是否正如所说。

验证它们存储地址，代码以下：

int a = 259; int * p1 = &a; char * p2 = (char *)&a; printf("*p1=%d,*p2=%d\n",*p1,*p2); printf("&a=0x%p\n",&a); printf("p1=0x%p\n",p1); printf("p2=0x%p\n",p2);

输出结果正如咱们预想的：

当你看到这里的时候，你只是刚刚认识指针而已，以上是咱们俗称的一级指针，一级指针是比较简单的，还有二级指针和多级指针，更绕、更难理解，接下来介绍一下二级指针。

在讲二级指针前，咱们是否有疑问：什么是一级指针？什么是二级指针呢？二者有什么区别呢？

• 一级指针存储变量的地址，经过这个地址"直接获取"变量的数据。
• 二级指针存储一级指针的地址，二级指针经过一级指针"间接获取"获取变量的数据。
• 多级指针以此类推，我的理解，讲的不对欢迎指正。

再坚持一下，精彩在"下面"！！！[/滑稽]

二级指针

“指针的指针”也就是咱们俗称的二级指针。

什么是“指针的指针”，例以下面代码：

char a = 5; char * p1 = &a; char ** p2= &p1; printf("*p=%d，**p2=%d\n",*p1,**p2);   // 输出：*p1=5，**p2=5

经过画图来理解：

多级指针也就是指针的指针的指针.....，以此类推便可。

第3、指针运算问题

指针运算是根据指针的类型不一样而进行运算的，因类型的不一样，在加1/减1操做时，内存分配的空间也不一样。

又拿int类型和char类型来做比较，代码以下：

char类型+1：从输出结果能够看出地址是递增1的，正符合char类型占一个字节的说法。

char c = 'h'; char *a = &c; for (int i=0;i<3;i++){ printf("a+1=0x%p\n",a + i); } -------------------------------- 输出结果： a+1=0x000000000062FE0F a+1=0x000000000062FE10 a+1=0x000000000062FE11

int类型+1：输出的地址之间相差为4，正是int类型占据空间。

int c = 259; int *a = &c; for (int i=0;i<3;i++){ printf("a+1=0x%p\n",a + i); } -------------------------------- 输出结果： a+1=0x000000000062FE0C a+1=0x000000000062FE10 a+1=0x000000000062FE14

char类型和int类型分别+1在内存中地址分配，如图：

指针就介绍到这里，这只是指针的基础，还有数组指针、指针数组、null指针、void指针等等知识，还须要学习，后续继续更新。

以上有不恰当或者讲得不对的地方，但愿各位留言指正，谢谢！

站在巨人的肩膀上！