秒懂地址与指针的关系

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#指针

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本文介绍了计算机内存的地址概念，包括如何通过地址线产生内存地址，探讨了内存单元的大小对内存空间的影响。通过实例讲解了如何查看数据的地址，并深入阐述了指针变量的定义、类型以及解引用操作。最后讨论了不同系统下指针变量所占用的字节数。

计算机的内存被划分为一个一个小的空间，每一个空间都被编上了编号。这种编号被称为地址。

现在摆在我们面前有两个问题

如何给编号，给什么样的编号呢？即如何编址？
一个空间要给划分多大呢？

如何产生地址

我们在日常中经常说，我这个电脑是32位的，我这个电脑是64位的。

这里的32位和64位分别指的是，有32根地址线和64根地址线。

地址线就像电线，一旦通电里面的电流就有正负电之分。用1代表正电，0代表负数。

以32位为例，会产生如下可能

00000000000000000000000000000000
00000000000000000000000000000001
00000000000000000000000000000010
...
01111111111111111111111111111111
10000000000000000000000000000000
...
11111111111111111111111111111111

总计产生2³²个二进制序列。也就是2³²个编号。这些编号就是内存中的地址。

一个内存单元多大

如果一个内存单元是1bit，那么之前说32位系统。会有2³²个编号，也就是2³²个内存单元。2³²个比特位用计算器算一下为4294967296bit。4294967296bit经过换算是0.5GB内存空间。可是我们买电脑都是8G内存起步啊？一个内存空间是1bit大小，还是不太合适。

那如果一个内存单元是1byte呢？1byte=8bit，比上一个猜想大了八倍，4GB内存空间，这样结果就合理多了。

而事实上一个内存地址空间也确实占用1byte。

查看数据的地址

&叫取地址符，能查看地址。

int main()
{
    int a = 10;
    printf("%p\n",&a);
    return 0;
}

运行结果
在这里插入图片描述
这个008FFE9C就是地址换算成二进制是1000 1111 1111 1110 1001 1100

地址的存放

有一种变量是用来存放地址。这种变量叫做指针变量。

定义指针变量，比如定义整型a的指针变量。

int a =10;
int* p = &a;

p是个指针变量，p = &a，那p的类型是什么呢？是int*。

就如同定义整型变量a时要写int一样。要让p存放整型变量a的地址，p的类型要写成int*，即p是个指针变量它的类型是int*。

可以验证一下

int main()
{
    int a = 10;
    int* p = &a;
    printf("%p\n",&a);
    printf("%p\n", p);

    return 0;
}

运行结果
在这里插入图片描述
现在p中已经存放了a的地址。我们把a的地址存放到p中，就是为了以后通过地址找到a。那么怎么找呢？

* ———— 解引用操作符

这个星号就是解引用操作符，将它加到p的前面，就是对p进行解引用操作，找到p存储的地址所对应的对像a。

不妨做个测试，既然*p就是对p进行解引用操作找到它存储的地址所指的对像a。

那么对*p赋值20，看看a的结果改变没有。

int main()
{
    int a = 10;
    int* p = &a;
    *p = 20;
    printf("a = %d\n", a);

    return 0;
}

运行结果
在这里插入图片描述

指针变量的大小

我们知道之前创建整型变量a占用四个字节，那指针变量p多大？占几个字节？

这个问题应该这样思考，指针变量中存放的是地址，地址是如何产生的？地址其实就是32位的二进制序列。32位等于4字节。所以在32位系统中指针变量占4字节。

那么如果是64位机器，是有64个地址线的，每根地址线都能产生0，1，那就是64位0与1组成的二进制序列，如果要存起来就是64个比特位的空间也就是8个字节。所以64位系统中指针变量占8字节。