指针---C语言（一）

前言：

 接下来我们进入C语言里的重头戏---指针。指针是一个很好用的东西，学好指针，无异于打下半片江山。

一.指针基础

 指针实际上是用来指向内存空间的一个变量。可能读者会觉得博主说得轻描淡写，我们先抛开先前对指针的恐惧，一步一步来讲，先从内存的基础讲起。

1.1内存单元

 内存是存取数据的一块大空间，我们知道，无论是什么事物，不好好利用都会有挥霍完的一天，相应的，要想高利用率的使用好内存空间，计算机前人们在设计的时候，就把内存空间划为一个一个小小的内存单元。

 那又如何区分这些长的一样的内存单元呢？在生活中，一栋栋商品房，房型差不多，如何让住户知道自己买的房间在哪里咧，假设有亲戚朋友要来我家，如何让他们知道我住哪里呢？我想，给个编号，给个地址不就好了~，现实中如此，计算机也如此，使用一个个编号给内存单元定义地址。

 这个编号是使用地址线(电线)的通电，不通电这两种状态转换成数字信号1,0给内存单元编号，这个编号也就是它们的地址啦。

 补充：32位电脑有32根地址线，每一根地址线可以产生0或1的数字信号，总共有2的32次方种组合，也就是可以管理2的32次方个内存单元。64位电脑就可以管理2的64次方个内存单元。

1.2内存单元和指针的大小

 那么一个内存单元多大合适呢？在以前我们常说4G、8G内存的电脑。我们姑且来算一下吧，假如一个内存单元只能存储一个bit位，那么32位机器内存大小为2的32次方个bit位：

  二进制第33位的1代表2的32次方，我们现在转换成Gb单位需要除以8(Byte)、除以1024（Kb）、除以1024（Mb）、除以1024（Gb）。

 由于程序员的除法取商，再除1024就是0了。所以现在是转换到Mb的单位，512Mb就是0.5G，这未免也太小了吧，听过最小的内存也是4G~，那一个内存单元从一个bit位变成一个字节呢？0.5G乘以8变成4G，可以接受~

 总结：计算机中一个内存单元是一个字节的大小。

 指针是存放内存单元地址的，一个地址的产生前面也说过。如果是32位平台，就用32根地址线生成32个数字信号来编号，那一个地址就是32个bit位，所以指针大小就是4个字节；如果是64位平台，指针大小为8个字节，这是固定的，不会根据数据类型改变指针大小。

 总结：指针大小如果在32位平台下是固定4个字节，在64位平台下是固定8个字节。

二.指针变量

 如何创建指针变量呢？请看值一段代码：

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 0;
    int* pa = &a;
    *pa = 10;
    printf("%d\n", a);
    return 0;
}

2.1指针类型

 和创建普通变量是一样的，指针类型+变量名创建整型指针变量pa。&取地址操作符取出整型变量a的地址放到指针变量pa里面，*解引用pa的意思是找到pa存放的地址对应的内存单元，也就是找到了a，*pa相当于a。

 char*、short*、int*、float*、double*的大小分别是多少？都是4个字节的空间大小（32位），那char*类型的指针变量也可以存放整型变量的地址是毋庸置疑的，但这样做对吗？我们看代码：

 将a的地址放到char*的指针里面是能放进去的，只是编译器会有一个警告，报的是类型不兼容：

 这就是我们这里要讲的指针类型的意义：

指针变量的类型决定了指针解引用时改变多少个字节

指针变量的类型决定了指针加减运算时跳过多少个内存单元

 我们使用整型指针可以把-1完全变成0，而使用字符指针却改不成，这是为什么呢？请看：

 *pc只改了一个字节，(内存中用十六进制表示，两个十六进制位等于一个字节，16是2的四次方)，所以a的补码为0xffffff00；打印的时候转换成原码~

  以上解释就是指针类型决定指针访问权限。还有一个指针决定指针加减运算跳过多少个内存单元的问题，博主简单说一下。

 一个指向整型的指针+1，指针变量里的地址会指向哪一个内存单元呢？我们看代码：

 整型a的起始地址是c4，本来a占有的内存单元有c4、c5、c6、c7这四个内存单元，一个内存单元一个字节，整型变量是四个字节大小嘛。然后使用它的首地址代表a的地址，整型值10就放在这四个内存单元里。p存放的值是a的地址，所以&a和p是一样的。

 打印p+1不是等于c5，而是c8，为什么呢？这里我们就得了解指针类型决定指针跳过多少个内存单元。可以这样理解，整型指针加1的意思是：指向下一个整型(当然下一个不一定是整型)，只是这样说而已。

2.2野指针

 野指针就像野孩子一样，没有人管，这是非常危险的。野指针的常见情况如下：

没有初始化的局部指针变量。

指针指向的变量销毁掉了。

数组越界访问。

 局部变量没有初始化是随机值，一个局部指针变量如果没有初始化，那它也是一个随机值；指针变量是存放地址的变量，随机值存放在指针里面会被当成地址看待。如果此时不小心对指针进行了解引用操作，就会对不属于我们的内存单元里的内容进行修改，造成破坏，导致程序挂掉。

 指针指向的空间释放掉了，指针就变成了野指针。请看代码：

 a是test函数里的局部变量，在test函数里a存在，然后返回a的地址，a出了代码块，生命周期结束，被释放掉了，可是*p还是接收到a变量的地址，但a已经不属于我们了，此时p就是野指针。

 数组越界访问变成野指针在后面讨论指针和数组的关系时讲~

避免野指针