深入理解指针(一)
深入理解指针(一)
指针是C语言中的一个重要概念，也是初学者经常感到困惑的地方。本文将通过生活中的类比，深入浅出地讲解内存、地址以及指针的原理和使用方法，帮助读者建立清晰的理解。
一、内存和地址
1.1 内存
在说内存和地址之前，在我们生活中有这么个例子：
假如有一栋楼，楼上有很多个房间，如果你的朋友想来找你，就得挨个去找，这样效率很低，但如果我们知道房间号，就会很容易。
上面的例子放到计算机中也一样。
我们知道计算机上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？
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。
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
bit - 比特位
byte - 字节
KB
MB
GB
TB
PB
1byte = 8bit
1KB = 1024byte
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB
1PB = 1024TB
其中，每个内存单元，相当于一个房间，一个字节空间里面能放8个比特位，就好比同学们住
的八人间，每个人是一个比特位。每个内存单元也都有一个编号（这个编号就相当
于宿舍房间的门牌号），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。
生活中我们把门牌号也叫地址，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。
所以我们可以理解为：内存单元的编号==地址==指针
1.2 地址
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。钢琴、吉他上⾯没有写上“do、re、mi、fa、so、la、xi”这样的信息，但演奏者照样能够准确找到每⼀个琴弦的每⼀个位置，这是为何？因为制造商已经在乐器硬件层面上设计好了，并且所有的演奏者都知道。本质是⼀种约定出来的共识！
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。而CPU和内存之间也是有大量的数据交互的，所以，两者必须也用线连起来。不过，我们今天关心一组线，叫做地址总线。
我们可以简单理解，32位机器有32根地址总线，每根线只有两态，表示0,1【电脉冲有无】，那么⼀根线，就能表示种含义，2根线就能表示4种含义，依次类推。32根地址线，就能表示2^32种含义，每⼀种含义都代表⼀个地址。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。
二、指针变量和地址
2.1 取地址操作符（&）
在C语言中，创建变量其实就是向内存申请空间。
例如：
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 10;
return 0;
}
上述代码创建了整型变量，内存中申请4个字节，用于存放整数10，其中每个字节都有地址。
分别是：
0x00AFF9B8
0x00AFF9B9
0x00AFF9BA
0x00AFF9BB
那我们如何得到a的地址呢？
这里要用到一个操作符&，取地址操作符。
2.2 指针变量引用和解引用操作符（*）
2.2.1 指针变量
我们通过取地址操作符（&）拿到的地址是一个数值，那么怎么把它存起来呢，这就要用到指针了。
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 6;
int* pa = &a;
return 0;
}
2.2.2 如何拆解指针类型
我们看上述代码，pa左边写的是int*，*是在说明pa是指针变量，而前面的int是在说明pa指向的是整型。
那如果是一个char类型的变量呢？那就要写成这样：
char ch = 'a';
char* pc = &ch;
2.2.3 解引用操作符
我们将地址保存起来，那之后怎么使用呢？
我们需要拿到地址（指针），通过地址找到它所指向的对象，这里就运用到一个操作符叫解引用操作符（*）。
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 6;
int* pa = &a;
*pa = 0;
return 0;
}
上述代码中我们就使用了解引用操作符， *pa 的意思就是通过pa中存放的地址，找到指向的空间，pa其实就是a变量了；所以pa=0，这个操作符是把a改成了0。
有人肯定在想，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
前面的内容我们了解到，32位机器假设有32根地址总线，每根地址线出来的电信号转换成数字信号后是1或者0，那我们把32根地址线产生的2进制序列当做⼀个地址，那么一个地址就是32个bit位，需要4个字节才能存储。如果指针变量是用来存放地址的，那么指针变的大小就得是4个字节的空间才可以。同理64位机器，假设有64根地址线，⼀个地址就是64个⼆进制位组成的⼆进制序列，存储起来就需要8个字节的空间，指针变量的大小就是8个字节。
#include<stdio.h>
int main()
{
printf("%zd\n", sizeof(char*));
printf("%zd\n", sizeof(short*));
printf("%zd\n", sizeof(int*));
printf("%zd\n", sizeof(double*));
return 0;
}
32位平台下地址是32个bit位，即4个字节。
64位平台下地址是64个bit位，即8个字节。