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什么是指针,C语言指针概述

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要明白什么是指针,必须先要弄清楚数据在内存中是如何存储的,又是如何被读取的。

如果在程序中定义了一个变量,在对程序进行编译时,系统就会为这个变量分配内存单元。编译系统根据程序中定义的变量类型分配一定长度的空间。内存的基本单元是字节,一字节有8位。每字节都有一个编号,这个编号就是“地址”,它相当于旅馆的房间号。在地址所标示的内存单元中存放的数据,就相当于在该旅馆房间中居住的旅客。

大家一定要弄清楚“内存单元的地址”和“内存单元的内容”这两个概念的区别,即“房间号”和“房间内所住客人”的区别。在程序中一般是通过变量名来对内存单元进行存取操作的。其实程序经过编译以后已经将变量名转换为变量的地址,对变量值的存取都是通过地址进行的。这种按变量地址存取变量的方式称为直接访问方式。

还有一种间接访问的方式,即变量中存放的是另一个变量的地址。也就是说,变量中存放的不是数据,而是数据的地址。就跟寻宝一样,可能你按藏宝图千辛万苦找到的宝藏不是金银珠宝,而是另一张藏宝图。按C语言的规定,可以在程序中定义整型变量、实型变量、字符型变量,也可以定义这样一种特殊的变量,它是存放地址的。

由于通过地址能找到所需的变量单元,所以可以说,地址“指向”该变量单元。如同一个房间号指向某一个房间一样,只要告诉房间号就能找到房间的位置。因此在C语言中,将地址形象地称为“指针”,意思就是通过它能找到以它为地址的内存单元。

所以,一个变量的地址就称为该变量的指针。指针就是地址,而地址就是内存单元的编号。它是一个从零开始的、操作受限的非负整数。

为什么是操作受限的?因为非负整数与非负整数可以加减乘除,但是指针和指针只能进行相减运算,不能进行其他运算,因为没有意义。而且进行相减运算也是有条件的:只有同一块空间中的地址才能相减。而且两个指针变量相减之后的结果是一个常量,而不是指针型变量,即相减的结果是这两个地址之间元素的个数,而不是地址的个数。这个后面还会再讲。

内存中一个单元指的是一字节,一字节有 8 位。每根地址总线都有两种状态:0 和 1。两根地址总线就有 4 种组合,能控制4个内存单元;三根地址总线就有 8 种组合,能控制 8 个内存单元;n 根地址总线就有 2n 种组合,能控制 2n 个内存单元。那么 CPU 总共是通过几根地址总线对内存进行处理的?一般的计算机是 32 位的,即 32 根地址总线,那么就能够控制 232 个内存单元,即 232 字节。

232B=4GB,所以 32 位系统的计算机只能控制 4GB 的内存。前面讨论为什么内存不做得同硬盘一样大,原因就在这里。
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