[C语言]轻松了解指针

文章目录

• 什么是指针?
• 指针怎么定义？
• 浅谈底层
• 总结

  什么是指针?

  要想知道什么是指针，就要知道什么是地址。

  地址在生活中就是一个东西的位置，比如：图图住在翻斗大街翻斗花园二号楼1001室。地址在计算机中就是内存中存储的数据的索引，比如：定义一个变量，那这个变量就在内存中有了自己的地址。

  而指针，就是一种特殊的变量，它存储的是其他变量的内存地址。通过指针，我们可以直接访问和操作这个地址上的数据。换句话说，指针是一种间接访问内存的方式。

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  指针怎么定义？

  以下是一段C语言代码，展示了指针的定义和一般使用：

  #include 
  int main()
  {
      //变量一创建操作系统就在内存中给了它一个地址
      int a = 10;
      //通过取地址操作符（&）取出地址
      printf("%p\n",&a);
      //指针变量是用来保存地址的
      int* pa = &a;
      printf("%p\n",pa);
      //通过解引用操作符（*）根据地址找到它
      printf("%d\n",*pa);
      //通过它的地址可以间接访问它，难道你知道npy家的地址找不到ta家？
      *pa = 12;//通过地址间接修改
      printf("%d\n",a);//发现a的值变化了
      return 0;
  }
  

  如果你将上面代码拿到编译器去编译执行，你会得到以下结果：

  000000000062FE14
  000000000062FE14
  10
  12
  

  注意：每次运行操作系统分配给变量的地址都是不同的，这里只需要关注同一个变量，地址是否发生改变

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  浅谈底层

  在计算机系统中，数据存储媒介包括硬盘、内存、高级缓存和寄存器等。这些设备在容量和速度上存在显著差异。以下是详细介绍：

  1. 硬盘： 硬盘是计算机的主要辅助存储设备，具有较大的存储容量，可以长期保存大量数据，如操作系统、软件应用程序和用户文件等。然而，硬盘的读写速度相较于其他存储媒介较慢，因为它依赖于机械磁盘的物理旋转和磁头的移动来访问数据。
  2. 内存： 内存是计算机的临时存储设备，用于存放正在运行的程序和处理的数据。它的存取速度比硬盘快得多，因为内存是基于芯片的，没有机械运动部件。但是，内存的容量有限，并且数据是易失性的，即断电后数据会丢失。
  3. 高级缓存： 高速缓存是一种小型但非常快速的内存，位于处理器和主内存之间。它通过存储经常访问的数据来减少处理器的等待时间，从而提高计算机的整体性能。缓存通常由静态随机存取存储器构成，速度非常快，但容量相对较小。
  4. 寄存器： 寄存器是位于CPU内部的最小但最快的存储空间。它们直接参与指令的执行，用于暂存指令、数据地址和数据。每个寄存器的容量非常小，通常只有几个比特到几百个比特，但它们的操作速度是所有存储媒介中最快的。

  

  根据上面的内容，现在你应该知道了计算机中各存储媒介的差异。

  那程序执行与这些原件有什么关系呢？

  计算机中C语言代码要运行通常经历以下步骤：

  1. 程序编译： 首先，程序员编写的程序代码需要通过编译器转换成机器语言，即一系列可以被计算机硬件直接执行的指令。
  2. 程序加载： 编译后的程序（有时称为可执行文件）在执行前会被加载到内存中。操作系统负责管理这个过程，它会为程序分配一块内存空间。
  3. 内存地址分配： 操作系统将内存中的一部分地址空间分配给程序，这样程序中的每条指令和数据都有了自己的内存地址。
  4. 建立映射： 操作系统确保程序的逻辑地址（如变量名等）映射到相应的物理地址（实际的内存位置）。

  

  由以上内容可知：

  在程序运行时，操作系统将程序加载到内存中，并为程序中的数据和指令分配具体的内存地址。这些内存地址就是指针所指向的位置。

  换句话说，指针是一种特殊的变量，它存储了内存空间中某个位置的地址，通过这个地址，我们可以访问和操作存储在该位置的数据。因此，指针提供了一种直接访问和操作内存的方式，是C语言和其他一些编程语言中非常关键的概念。

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  总结

  1. 指针是内存中一个最小单元的编号，也就是地址。
  2. 平时口语中说的指针，通常指的是指针变量，是用来存放内存地址的变量。
  3. 我们可以通过&取出变量的内存起始地址，把地址可以存放到一个变量中，这个变量就是指针变量。
  4. 我们可以通过*通过地址间接访问变量，地址是唯一标示一个内存单元的，即每个变量的地址是唯一的，这样可以间接修改变量的值。

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