c语言指针改良,重新认识C语言指针(上)(示例代码)
? 獨(dú)創(chuàng)性并不是首次觀察某種新事物,而是把舊的、很早就是已知的,或者是人人都視而不見的事物當(dāng)新事物觀察,這才證明是有真正的獨(dú)創(chuàng)頭腦 —尼采
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序言
指針是C語言學(xué)習(xí)者繞不過的一道坎,也是C語言學(xué)習(xí)者不得繞過的一道坎。辨別一個(gè)人C語言學(xué)的好賴就看他對指針的理解怎么樣。指針內(nèi)容也是工作面試經(jīng)常問到的問題。本文將帶你重新認(rèn)識(shí)那個(gè)絆倒你的指針,以解大家的心頭之惑(恨)。
為什么要學(xué)習(xí)指針?
有同學(xué)就要說了,既然指針這么難,這么不通俗易懂,為什么要學(xué)習(xí)他呢?其他高級(jí)語言都是把這塊基本屏蔽掉了,不在讓程序員直接操作指針,這里不直接操作指的是不讓程序員用指針進(jìn)行運(yùn)算和強(qiáng)轉(zhuǎn)而不是徹底沒有了。舉個(gè)java的例子
Object obj= new Object();
Object sec= obj;
sec = new Object();
如果你去仔細(xì)研究他們的行為,就會(huì)發(fā)現(xiàn) obj, sec 都只是一個(gè)指向?qū)ο蟮臇|西,可以為空,也可以修改指向,所以它們其實(shí)都是指針,只是 Java 的教材里面不在去提這東西而已,具體原因看我后面講解便知道了。
? 繼續(xù)說為什么學(xué)習(xí)指針,為什么學(xué)習(xí)指針就必須要說到指針的優(yōu)點(diǎn)了。
指針可以直接操作變量地址,所以很靈活。
指針操作會(huì)減少很多變量的拷貝使得程序性能提升。
可以動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存。
這些優(yōu)點(diǎn)使得很多后臺(tái)性能要求很高的系統(tǒng)、游戲內(nèi)核、一些高并發(fā)的中間件都是使用C&C++語言開發(fā)出來的。比如強(qiáng)大的linux系統(tǒng)、nginx,mysql、redis等等。
曾經(jīng)看到一個(gè)搞笑的評(píng)論,hhh
道生一,一生二,二生三,三生萬物
電腦生匯編,匯編生C , C生C++,C/C++生萬物
指針是什么?
其實(shí)指針看起來復(fù)雜,聽起來復(fù)雜,學(xué)起來復(fù)雜,但是總結(jié)下來指針到底是個(gè)啥,也就一句話。
指針就是地址,指針變量就是一個(gè)存放內(nèi)存地址的變量
你沒看看錯(cuò),是的就是這么簡單明了。通常我們說的指針就約等于說的是指針變量。
指針和內(nèi)存地址的關(guān)系
很多人不明白指針其實(shí)也就是不明白內(nèi)存地址,所以要想明白指針必須先明白指針和內(nèi)存之間的關(guān)系。在講內(nèi)存和指針之間的關(guān)系之前先說下什么是內(nèi)存。
先明白一個(gè)問題,什么是內(nèi)存?編程人員常說的內(nèi)存指的是什么?
? 內(nèi)存是電腦的一個(gè)硬件組成部分。從單片機(jī)的組成我們可以看到,CPU、內(nèi)存和輸入輸出接口,就組成一個(gè)完整的電腦,其他統(tǒng)統(tǒng)屬于外設(shè)。內(nèi)存是可以被CPU通過總線進(jìn)行操作的,也就是與CPU之間有總線相連接的。電腦所有的輸入輸出,都是要從內(nèi)存來實(shí)現(xiàn)的。內(nèi)存包括只讀內(nèi)存ROM和讀寫內(nèi)存RAM,但在個(gè)人電腦(PC)中,我們通常所說的內(nèi)存,是指讀寫內(nèi)存。
? 程序人員常說的內(nèi)存其實(shí)是虛擬內(nèi)存,程序直接操作的是虛擬內(nèi)存而不是真正的物理內(nèi)存。
納尼
程序都是操作的虛擬內(nèi)存? 那虛擬內(nèi)存是個(gè)啥東西?
這里先給大家畫張C語言程序的內(nèi)存布局圖。關(guān)于進(jìn)程和內(nèi)存管理會(huì)在后面的文章講出來,記得微信搜索 龍躍十二 點(diǎn)關(guān)注。
這個(gè)圖很好的描述了內(nèi)存地址的布局,指針變量里面存放的地址也就是這個(gè)內(nèi)存地址。順便說下啥是內(nèi)存地址,用十六進(jìn)制表示出來的一串?dāng)?shù)字編號(hào)(就好比你家的門牌號(hào)),只是這個(gè)數(shù)字是給內(nèi)存標(biāo)號(hào)的。32位系統(tǒng)下這個(gè)編號(hào)是4byte(32個(gè)bit)表示的,64位系統(tǒng)下是8byte(64bit)表示的。(這個(gè)小問題面試會(huì)被問到的)
如何使用指針?
指針的聲明
int *p;
char *p1;
float *p2;
聲明還是很簡單,指針的類型 * 變量名即可聲明一個(gè)指針變量。
int num = 5;
int *p = #
此時(shí)就是一個(gè)int類型的指針變量指向一個(gè)int變量,畫個(gè)圖解釋下。
以很清楚的看到指針p存放著變量num的地址,我們通常說指針p指向變量num,當(dāng)p知道變量num之后,p就可以對變量num為非作歹了,比如
int main(){
int num = 5;
int *p = #
printf("*p=%d,num=%d
",*p,num); //此時(shí)num的值就變?yōu)?
p+=1;
printf("*p=%d
",*p); //此時(shí)p指向了哪里?這句代碼會(huì)不會(huì)報(bào)錯(cuò)?
}
指針的大小和類型
從上面的聲明實(shí)例可以看到我定義了三種類型的指針,可以看出指針是有類型的。這里有同學(xué)就有疑問了,不是存放內(nèi)存地址的么,內(nèi)存地址不就是一串十六進(jìn)制表示的數(shù)字么(其實(shí)底層都是二進(jìn)制),哪來的什么類型一說呢,為什么又需要類型呢?
這個(gè)疑問很好,我當(dāng)時(shí)學(xué)習(xí)的時(shí)候也是很疑惑。首先我們明白了指針是一個(gè)存放地址的變量,明白這點(diǎn)還不夠還必須理解另外一個(gè)問題就是
字節(jié)(Byte)是用于計(jì)量存儲(chǔ)容量的一種單位,每一個(gè)字節(jié)由8位組成(1Byte = 8bit)。地址可以理解為在一片內(nèi)存中,每個(gè)字節(jié)(Byte)的編號(hào)。
所以很多人肯定會(huì)明白了,指針存放的是一個(gè)變量的首個(gè)字節(jié)的地址,那么問題來了。
int a = 5;
int *p = &a;
我們聲明指針p指向變量a的地址,也就是說指針p里面存放著變量a的首地址,在32位平臺(tái)下,int a 是4字節(jié),指針去取a的值的時(shí)候找到的是a的首地址,那怎么拿到變量a,聰明的同學(xué)已經(jīng)恍然大悟,是的,沒錯(cuò),所以我們的指針需要類型的,編譯器去取指針指向的內(nèi)容時(shí)候會(huì)根據(jù)指針的類型去取。畫個(gè)圖如下
此刻我相信你對指針已經(jīng)有了很高的理解了。指針的大小很好理解 就是存放地址的范圍,地址的范圍是操作系統(tǒng)地址線的根數(shù)決定,所以指針的大小是隨操作系統(tǒng)的尋址范圍決定的,一般32位系統(tǒng)地址總線也是32根,尋址范圍是2^32次方
順便說下32位操作系統(tǒng)和64位操作系統(tǒng)的區(qū)別在哪里,系統(tǒng)的位數(shù)代表運(yùn)算能力,所謂32位就是能計(jì)算的字長是32位的,64位系統(tǒng)能計(jì)算的字長是64位。處理器的字長越大,說明它的運(yùn)算能力越強(qiáng)。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的c语言指针改良,重新认识C语言指针(上)(示例代码)的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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