C语言 -- 深入理解指针（一）

1.内存和地址

1.1 内存

• 定义 ：在计算机的组成结构中有一个很重要的部分是存储器。它是用来存储程序和数据的部件。
• 我们知道计算上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，那我们买电脑的时候，电脑上内存是8GB/16GB/32GB等，那这些内存空间如何高效的管理呢？

1.其实也是把内存划分为一个个的内存单元，每个内存单元的大小取1个字节。一个字节里面能放八个比特。每个内存单元也都有一个编号，有了这个内存单元的编号，CPU就可以快速找到一个内存空间。
2.在计算机中我们把内存单元的编号也称为地址。C语言中给地址起了新的名字叫：指针。
3.所以我们可以理解为：内存单元的编号 == 地址 == 指针​

关于对内存有着更进一步的了解，我们可以看图：如下

计算机中常见的单位（补充）：
⼀个比特位可以存储⼀个2进制的位1或者0

1.2 究竟该如何理解编址

• CPU访问内存中的某个字节空间，必须知道这个字节空间在内存的什么位置，而因为内存中字节很多，所以需要给内存进行编址(就如同宿舍很多，需要给宿舍编号一样)。
• 计算机中的编址，并不是把每个字节的地址记录下来，而是通过硬件设计完成的。
• 首先，必须理解，计算机内是有很多的硬件单元，而硬件单元是要互相协同工作的。所谓的协同，至少相互之间要能够进行数据传递。
• 但是硬件与硬件之间是互相独立的，那么如何通信呢？答案很简单，用"线"连起来。

请看下图

假设CPU要想去内存中拿数据(值)时，怎么拿呢？
先通过控制总线向内存中读一个数据，读的数据地址在内存哪里呢？

• 地址总线会给出信息，如果在32位机器上就会有32根地址总线，每一根地址线上都会有一个电信号，高电频或低电频这样的一个电信号，我们把这样的电信号转化成数字信号的时候就是1 或者 0，每根地址线上都给这样的信号话，那32根地址线上就会产生一个二进制序列来作为地址，因为有32根地址总线 所以就能产生2^32种二进制序列，每一种都代表一个地址。

我们要去读一个数据时，地址信息被下达给内存，在内存上，就可以找到该地址对应的数据，将数据在通过数据总线传入CPU内寄存器。

2. 指针变量和地址

2.1 取地址操作符（&）​

首先我们先看下面代码：

其中每个字节都有地址，我们如何能得到a的地址呢？
这里就得学习一个操作符(&)-取地址操作符
在看如下代码：

打印出的a地址是以 16进制的形式输出的。展开的形式不以二进制形式展示，因为二进制位太长了，观察起来不方便。

1.&a取出的是a所占4个字节中地址较小的字节的地址。
2.虽然整型变量占用4个字节，我们只要知道了第一个字节地址，顺藤摸瓜访问到4个字节的数据也是可行的。

2.2 指针变量和解引用操作符（*）​​

2.2.1 指针变量

• 那我们通过取地址操作符(&)拿到的地址是一个数值，比如：0x006FFD70，这个数值有时候也是需要存储起来，方便后期再使用的，那我们把这样的地址值存放在哪里呢？答案是：指针变量中。

如下：

1. pa 是指针变量 - 存放地址 - 地址又被称为指针，指针变量是用来存放指针的
2. 指针 和 指针变量的区别
   2.1 指针就是地址，指针变量就是一个变量 -->存放地址
3. 口头语：说指针一般就是指针变量

指针变量也是⼀种变量，这种变量就是⽤来存放地址的，存放在指针变量中的值都会理解为地址。

2.2.2 如何拆解指针类型

我们看到pa的类型是 int* ，我们该如何理解指针的类型呢？​
解析下面代码：

• int * 是 指针变量pa的类型
• 这里的 * 说明pa是指针变量
• 最前面的int是在说明pa指向的对象是int类型的

如下图：

那如果有一个char类型的变量ch，ch的地址，要放在什么类型的指针变量中呢？

char ch = ‘w’;
pc = &ch;//pc 的类型怎么写呢？
答案是 ： char * pc = &ch;

2.2.3 解引用操作符​

• 我们将地址保存起来，未来是要使用的，那怎么使用呢？
• 在现实生活中，我们使用地址要找到一个房间，在房间里可以拿去或者存放物品。
• C语言中其实也是一样的，我们只要拿到了地址（指针），就可以通过地址（指针）找到地址（指针）指向的对象，这里必须学习一个操作符叫解引用操作符(*)。​

1 .* pa 的意思就是通过pa中存放的地址，找到指向的空间，
2. * pa其实就是变量a；所以*pa = 0，这个操作符是把a改成了0.​

有同学肯定在想，这里如果目的就是把a改成0的话，写成 a = 0; 不就完了，为啥非要使用指针呢？​
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。

2.3 指针变量的大小

• 指针变量是用来专门存放地址的，大小取决于