第一节 —— 从深层剖析指针(让你不再害怕指针)

1. 内存和地址(指针)

1.1内存

生活案例

你住在万国大酒店的3楼342房间,你告知你的朋友来万国大酒店耍耍，但是你并没告诉他具体位置。你的朋友只能挨个房间找，这样的效率很低。
但如果你告诉了他具体位置，他就能很快找到你的位置，提升效率。

那么对照到计算机上，又是怎么样的呢？

我们知道计算机上CPU（中央处理器）在处理数据的时候，需要的数据是在内存中读取的，处理后的数据也会放回内存中，那这些内存空间如何高效的管理呢？
内存划分为⼀个个的内存单元，并且每个内存单元的大小取1个字节。



每个内存单元(1字节对应8比特位)都有对应的编号,cpu就可以快速找到一个内存空间。

所以我们可以理解为:内存单元的编号 = 地址 = 指针

1.2知识引入— —如何理解编制

那么，cpu是如何访问内存中的某个字节空间呢？
其实，硬件设计的时候地址编号已经设计好了

地址总线：若是32位机器则有32根地址总线,每根线只有两态，表示0,1【电脉冲有无】，那么⼀根线，就能表示2种含义，2根线就能表示4种含义，依次类推。32根地址线，就能表示2^32种含义，每⼀种含义都代表⼀个地址。

cpu访问内存：若创建了一个变量a，那么会向内存申请空间，当cpu要访问内存时，需要先通过控制总线读取内存中对应的编址，再通过数据总线传输回来。

2. 指针变量和地址

2.1&和*的引入

& --> 取地址操作符:拿到一个元素的地址
* --> 解引用操作符:通过存放的地址，找到指向的空间

如何拆解指针

指针又可以帮助我们实现什么呢？通过 指针改变变量的值

疑问：如果目的只是改变a的值，那么为何不直接改变a的值，而要通过指针大费周章地交给p来操作呢？
其实这里是把a的修改交给了pa来操作，这样对a的修改，就多了一种的途径，写代码就会更加灵活，后期慢慢就能理解了。(有种老大哥把事情交给小弟做的感觉)

2.2指针变量的大小

32位机器假设有32根地址总线，每根地址线出来的电信号转换成数字信号后是1或者0，那我们把32根地址线产生的2进制序列当做一个地址，一个地址就是32个bit位，需要4个字节才能存储。
同理，64位机器需要8个字节才能存储。

为了验证我们的想法，我们可以写以下代码

3. 指针变量类型的意义

指针变量的大小和类型无关，只要是指针变量，在同一个平台下，大小都是一
样的，那为什么还要有各种各样的指针类型呢？其实指针类型是有特殊意义的。

3.1指针的解引用

调试我们可以看到，代码1会将n的4个字节全部改为0，但是代码2只是将n的第⼀个字节改为0。

结论：指针的类型决定了，对指针解引用的时候有多大的权限（⼀次能操作几个字节）。

比如：char* 的指针解引用就只能访问一个字节，
int* 的指针的解引用就能访问四个字节。

3.2指针±整数

可以发现对pa+1一次能跳过四个字节，而对pc+1一次只能跳过一个字节。

结论：指针的类型决定了指针向前或者向后⾛⼀步有多⼤（距离）。

比如：char* 的指针解引用就只能跳过一个字节，
int* 的指针的解引用就能跳过四个字节。

3.3void*指针

⼀种特殊的类型是void * 类型的，可以理解为无具体类型的指针
(或者叫泛型指针)，这种类型的指针可以用来接受任意类型地址。

局限性

想通过*void指向的值并不能被改变，无法直接进行指针运算

4. const修饰指针

变量是可以修改的，但如果我们希望⼀个变量加上⼀些限制，不能被修改，怎么做呢？就需要使用到const

4.1const修饰变量

const修饰的变量是常量还是变量？
在C语言中，这里的n是常变量，num的本质还是变量，因为有const修饰，编译器在语法上不允许修改这个变量。
在C++中，这里的n就是常量。

C语言环境中

C++环境中

我们知道数组里的值必须为常量，而这里为何可以放变量n呢？这是由于n被const修饰而不能被修改，n就为常量了，这是在C++中规定的。

漏洞

我们发现不能直接改变这个被const修饰的值，那是否有别的办法间接改变这个变量的值呢？
答案是肯定的，我们可以通过指针的方式改变变量的值(相当于你这个老大不想做，把这件事交给你的小弟做）。

4.2const修饰指针变量

⼀般来讲const修饰指针变量，可以放在*的左边，也可以放在*的右边，意义是不⼀样的。

const修饰在*左边

当const修饰的是指针指向的内容(*p)，不能通过指针来改变。但是指针变量本⾝的内容可变。

const修饰在*右边

const如果放在*的右边，修饰的是指针变量本⾝，指针变量的内容不能修改。但是指针指
向的内容，可以通过指针改变。

结论

1.const如果放在*的左边，修饰的是指针指向的内容，保证指针
指向的内容不能通过指针来改变。但是指针变量本⾝的内容可变。

2.const如果放在*的右边，修饰的是指针变量本⾝，保证了指针
变量的内容不能修改，但是指针指向的内容，可以通过指针改变。