1、地址、字節、位
位(bit)是電子計算機中最小的數據單位。每一位的狀態只能是0或1。
字節(Byte)是用於計量存儲容量的一種單位,每一個字節由8位組成(1Byte = 8bit)。
地址可以理解爲在一片內存中,每個字節(Byte)的編號。
他們在內存中的關係可以比作,內存是一棟大樓,字節(Byte)是大樓中的每一層,地址是樓層編號,位(bit)是每一層中的房間,每一層有8個房間。
2.變量的內存
編譯器根據變量的類型,在內存中申請一塊空間。例如32位與64位中 int 類型申請到4字節的空間,可理解爲編譯器申請了4層樓,作爲”辦公區域“。
3.指針變量
指針是指程序數據在內存中的地址。在c語言當中,允許用一個變量來存放指針,這種變量稱爲指針變量。
1 int a;
2 int *p;
3 p = &a;
4 printf("%p %d\n",p,*p);
以上程序中,”&“操作符取出了變量 a 在內存空間中的首地址,而後通過 “ * ” 操作符取出首地址所在內存空間的數據。
前面我們提到,存儲變量的內存,是由多個字節組成。而指針變量在只知道首地址(第一個字節的地址)的情況下,就能找到a的內存區域。它是怎麼做到的?先來看看指針變量的聲明。
我們在聲明一個指針變量的時候,會根據它將要指向的變量類型,聲明對應的類型,例如:
1 int a;
2 long b;
3 char c;
4
5 int *pa = &a;
6 long *pb = &b;
7 char *pc = &c;
不管是什麼類型的指針變量,所存的值都是地址(int類型的值)。那麼聲明不同類型的作用是什麼?答案是規定指針在內存中每次移動的字節數。
例如定義“int *pa = &a”,取值時,int類型佔4個字節,指針就從首地址開始移動,讀取4個字節。同理,short類型佔2字節,指針就移動2字節。通過聲明指針類型,告訴指針每次移動多少字節,來獲取變量的值。
4、值相同的兩個指針所指向的變量的值可以不同
“值相同的兩個指針變量”,意思是兩個指針變量指向同一個首地址。但是如果指針變量的類型不同,因爲指針移動的字節數量不同,就可能讀取出不同的數據。
要實現不同類型指針變量指向同一個地址,需要使用指針類型轉換。
1 short a = 1;
2 short *p1 = &a;
3 int *p2 = (int *)p1;
4 printf("%d %d",*p1,*p2);
以上例子將一個每次移動讀取2字節的 short 類型指針變量,轉化爲一個每次讀取4字節的int型指針變量。
接下來,我們通過指針類型轉換,用同一個首地址,取出不同的值。
1 #include <stdio.h>
2 int main()
3 {
4 short c[2]; //等價於申請2個連續的內存空間,每個空間2字節
5 c[0] = 1; //爲第一個short空間賦值爲1
6 c[1] = 1; //爲第二個short空間賦值爲1
7 short *p1 = c; //p1指向c[]首地址
8 int *p2 = (int *)p1; //p2指向c[]首地址,並強制轉換類型爲 int
9
10 printf("p1指向:%p\np2指向:%p\n",p1,p2);
11 printf("p1取出:%d\np2取出:%d\n",*p1,*p2);
12 return 0;
對應結果爲:
p1指向:000000000062FE30
p2指向:000000000062FE30
p1取出:1
p2取出:65537
根據二進制轉換得,10000000000000001 爲 65537。由此可驗證強制轉換前指針讀取2字節,轉化後讀取4字節。兩個指針指向的首地址相同,但是讀出了不同的結果。