C语言基础及指针②之指针内存分析

在上一篇中 ， 我们了解了C语言的基本语法 ， 以及简单指针 ， 也知道 ， 指针是C语言的核心 ， 那么我们今天就来简单剖析一下指针 ， 了解他是怎么的神奇 。

今天是七夕 ， 祝各位情人节快乐 。

指针的基本写法是int i = 10 ; int *p = &i ; ， 由此我们可以看出 ， 指针和变量类似 ， 其实 ， 指针也是变量 ， 我们printf("%#x",p) ， 输出的就是i的地址值 ， p就是一个变量 ， 只是这个变量不普通 ， 他可以通过他里面地址 ， 操作这个地址里面的内容 ， 这就是其强大之处 。那么他在内存中是怎样的呢 ？ 下面我们来看看 。

指针操作内存图.png

由图上我们可知 ， 指针变量就是用来操作内存空间的 ， 当然也可以作为变量存储 ， 例如int *p = 100 ; printf("指针变量的值：%d\n",p)这样指针变量p就会输出100 。

既然我们的指针也是变量 ， 那么也是可以进行运算的 ， 下面我们就来看看 ， 指针是怎么样进行运算的 。我们以一个数组输出为例 ， 来验证指针变量的运算 ， 如下：

void main() {

    int arr[] = { 89,20,13,45,68 };

    // 数组地址 ， 默认是首个元素的内存地址
    printf("输出数组arr地址：%#x\n", &arr);
    printf("这样也可以获取到数组的地址：%#x\n", arr);
    printf("第一个元素的地址: %#x\n", &arr[0]);

    int* p = &arr;
   // 以普通的方式进行数组输出
    int i = 0;
    for (; i < 5; i++)
    {
        printf("数组元素：%d\n", arr[i]);
    }

    printf("\n");

    // 以指针运算的方式进行数组输出
    int j = 0; 
    for (; j < 5; j++)
    {
        printf("数组元素的值 ： %d\n", *p);
        p++;
    }

    printf("\n");

    getchar();
}

`

从上述代码我们可以看出 ， 我们通过变量指针p进行p++操作 ， 来获取到数组中的值 ， 这样操作的可能是 ， 因为数组存储数据的内存空间是连续的 ， 可以可以通过同类型的指针 ， 进行指针运算来进行内存操作 ， 值得注意的是 ， 指针类型必须和数组类型一致 ，才能进行内存操作 。由此 ， 我们可以得出指针为什么需要类型的答案了：

指针是存储的地址是开始读取的位置 ， 类型是读取的长度 ， 操作类型必须一致 。

下面我们来做一个实验 ， 如果使用不同类型的指针来读取数组 ， 这样操作会出现什么情况 ， 我们将上述代码的int *p = @arr ;更改为float *p = &arr;会出现什么情况呢 ? 结果如下：

数组元素的值 ： 0
数组元素的值 ： 0
数组元素的值 ： 0
数组元素的值 ： 0
数组元素的值 ： 0

我们使用float类型的指针 ， 去操作int类型的数组 ， 就完全取不到值了 。为什么会这样呢 ？ 我们一探究竟 ， 打断点去查看内存的 ， 我们输出一下指针变量的值 ， 然后对照数组变量的地址，如下：

指针变量存储的值：0x101fdac -- 取值:0
数组元素：89 == 数组元素地址：0x101fdac
数组元素：20 == 数组元素地址：0x101fdb0
数组元素：13 == 数组元素地址：0x101fdb4
数组元素：45 == 数组元素地址：0x101fdb8
数组元素：68 == 数组元素地址：0x101fdbc

数组元素的值 ： 0 == 指针存储的地址：0x37064000
数组元素的值 ： 0 == 指针存储的地址：0x36e40000
数组元素的值 ： 0 == 指针存储的地址：0x36da0000
数组元素的值 ： 0 == 指针存储的地址：0x36f68000
数组元素的值 ： 0 == 指针存储的地址：0x37010000

我们可以看到 ， 几乎完全不一致了 ， 地址都不相同了 ， 我有一个疑惑 ， 在第一次打印float指针变量值的时候 ， 存储的是数组第一个变量的内存地址 ， 但是在循环遍历的时候 ， 却不一样了 ， 目前不知道是什么原因导致的 ， 有知道的希望告知一下 。上述输出完整程序：

以上问题有一个答案了 ， 虽然float和int类型都是四字节的 ， 但是int 和 float的存储方式不一样 ， 所有指针运算会出现不一样 。

void main() {

    int arr[] = { 89,20,13,45,68 };

    // 数组地址 ， 默认是首个元素的内存地址
    printf("输出数组arr地址：%#x\n", &arr);
    printf("这样也可以获取到数组的地址：%#x\n", arr);
    printf("第一个元素的地址: %#x\n", &arr[0]);

    //int* p = &arr;
    float *p = &arr;

    printf("指针变量存储的值：%#x -- 取值:%f\n", p,*p);

    int i = 0;
    for (; i < 5; i++)
    {
        printf("数组元素：%d == 数组元素地址：%#x\n", arr[i],&arr[i]);
    }

    printf("\n");

    int j = 0; 
    for (; j < 5; j++)
    {
        printf("数组元素的值 ： %f == 指针存储的地址：%#x\n", *p,p);
        p++;
    }

    printf("\n");


    getchar();
}

这次我们分析了指针在内存中的情况 ， 以及指针变量的简单运算 ， 下次我们来聊聊 ， 指针在方法中的运用 ， 以及二级指针 。