C语言指针基础_全局指针变量

目录

内存地址

取变量地址

指针

指针的使用

指针参数

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内存地址

• CPU内存的访问   ------>   通过内存地址来读写内存数据

1. 读数据：CPU与内存条硬件之间有个地址总线，读数据的时候CPU通过地址总线将要访问的内存地址告诉内存条，内存条回数据给CPU，这样CPU就能获取内存里面的数据
2. 写数据：CPU通过地址总线将地址告诉内存条，内存将数据存进去

• 对于CPU而言地址是唯一的读写内存的方式
• 内存地址是一个整数
• 应用程序使用的内存地址，其实不是真实的物理地址,而是操作系统映射好的虚拟的内存地址
• 32位系统与64位系统,虚拟地址是不一样的，32位系统它的地址是由32位的二进制表示的，64为的虚拟地址是由64位的二进制数据表示的

取变量地址

• C语言里面使用'&'来获取变量所在内存的地址

    // 取地址
 
    int a = 10;
 
    // 每一个变量都会有一个内存地址，
 
    // 我们怎么求的这个变量的内存地址呢？
 
    // 使用取地址符号&,地址的显示都是16进制的
 
    printf("0x%x\n", &a); // 获得这个变量的起始地址;
 
    // end

• 32位程序内存地址是32位的,64位程序内存地址是64位的   ------>   和操作系统有关

指针

• C语言里面存放内存地址数据的变量就是指针，对于32位程序，那么指针变量的存储空间是4个字节,对于64位程序，指针变量的存储空间是8个字节
• 指针的实质   ------>   指针存放一个地址数据的变量,指针变量
• 指针的定义   ------>   数据类型* 变量名称，表示这个变量存放的是所定义的数据类型的内存地址数据，也确定了指向内存的大小
• 指针变量内存分配

1. 指针变量定义在哪里，指针变量的内存就分配在哪里
2. 比如是一个全局的指针变量，那么就将内存分配到我们的数据段，大小为4个字节(32Bit),如果指针变量定义为一个局部变量,那么指针变量的内存就分配到栈上

• 指针变量就是4个字节(32位)的变量，用来存放内存地址

 // 32bit os
 
    int m = 0; // 申请了一个内存，名字为m, 类型为int, 4个字节;
 
    int* p = NULL;  // 申请了一个内存，名字为p, 4个字节，用来存放内存地址，而且有这个变量的大小信息, int,
 
    p = &m;
 
    // end
 
    // 任何一个指针变量，存放一个有效的内存地址，
 
    // 或者是你知道的一个有意义的数据;
 
    // NULL 0x0000000 地址，是操作系统禁止访问,空地址,空指针;
 
    printf("mem size = %d\n", sizeof(p));
 
    printf("mem size = %d\n", sizeof(int*));
 
    // end

指针的使用

• 指针变量的初始化

1. 如果指针变量暂时没有存放任何内存的地址的数据，那么一般我们会将它初始化为NULL, 例如int* p = NULL, NULL就是指针变量里面存放的是0
2. 通过取地址符号获取变量的地址，然后赋值给指针变量；int a; int* p = &a
3. 给指针变量存地址的时候一定要是有意义的地址，不能乱搞

• 通过指针读数据

1. 取得指针变量里面存放的内存地址的数据
2. cpu使用这个地址去访问内存，然后得到数据, 这两步通过 (*指针变量)来操作

    // 使用指针来访问指针指向的内存的数据;
 
    double n = 7; // 8个字节
 
    //类型* 大小取决于这个类型
 
    double* ptr = &n; // ptr 4个字节，存放了n的起始地址;
 
    // 使用ptr来访问内存数据呢？内存的起始地址，大小
 
    // *号来表示，从当前指针变量存放的内存地址开始，到当前指针数据类型的大小结束(double, 8, int 4)
 
    // 使用指针，来访问我们的内存数据:
 
    // 指针来访问内存数据两大要素:
 
    // (1) 内存起始地址;
 
    // (2) 内存的大小，所占的字节数;(指针的类型决定), sizeof(数据类型)
 
    // 定义一个指针变量 类型*
 
    printf("%lf\n", *ptr);
 
    char* ch_ptr; // *ch_ptr 内存大小为sizeof(char)
 
    short* sh_ptr; // *sh_ptr 内存大小是sizeof(short)
 
    int* int_ptr; // *int_ptr 内存大小是sizeof(int)
 
    // 普通的指针，存放地址的4个字节而已;
 
    int* *int_ptr2; // *int_ptr2 内存大小sizeof(int*) 4个字节
 
    // end

• 通过指针来写数据

1. 取得指针变量里面存放的内存地址数据
2. cpu使用这个地址，将数据写入到内存里面

• 使用指针访问内存的时候，要确保指针变量里面存放的地址是哪个内存是使用指针的关键
• 如果指针变量里面存放的地址是一个不可控的地址数据，那么操作系统会杀掉当前的进程，抛出非法错误，比如使用存放 NULL的内存地址数据的指针

    char ch = 40;
    ch_ptr = &ch;
    sh_ptr = 789; // 本身是4个字节可以存放4个字节允许的数据;
 
    // printf("%d\n", *sh_ptr); // 非法的异常, sh_ptr --> 789, 然后作为内存其实地址, 2个字节的内存大小;
 
    // 789是一个被OS保护的地址，
    // 存放内存地址而用;
    void* v_ptr = &ch; // ch变量的内存地址
 
    // printf(*v_ptr); // 编译错误，void类型，没有字节大小
    // end

指针参数

• 指针作为函数参数:将一个内存地址传入，函数里面就能拿到这个内存地址，通过内存地址来访问变量的内存
• 编写函数，交换两个变量的值，分析下，指针作为参数传递的全过程

    int lhs = 7;
    int rhs = 8;
 
    swap(&lhs, &rhs);
 
    printf("lhs = %d rhs = %d\n", lhs, rhs);
 
    // 把一块内存的起始地址传递过去;
    static void swap(int* a, int* b) {
 
        // *a = 7, *b = 8
 
       int temp = *a; // temp = 7;
 
       *a = *b;
       *b = temp;
    }

代码练习

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
 
// 把一块内存的起始地址传递过去;
static void swap(int* a, int* b) {
	// *a = 7, *b = 8
	int temp = *a; // temp = 7;
	*a = *b;
	*b = temp;
}
 
int main(int argc, char** argv) {
	// 取地址
	int a = 10;
	// 每一个变量都会有一个内存地址，
	// 我们怎么求的这个变量的内存地址呢？
	// 使用取地址符号&,地址的显示都是16进制的
	printf("0x%x\n", &a); // 获得这个变量的起始地址;
	// end
 
	// 指针
	// (1)指针是一个变量, 变量定义在哪里内存分配在哪里;
	// (2)指针是一个什么样的变量呢？是存放内存地址的变量;
	// (3)变量内存多大呢？内存地址有多大,32位OS-->(4个字节), 64位OS(8个字节)
	// (4)变量存放的是哪种数据类型的类型的地址;
	// 类型* 变量名称;
	// int* 变量int类型的变量内存地址;
	// char* 变量char类型变量内存地址;
	// void* 没有任何数据类型的，就是一个地址,没有变量的大小信息的;
 
	// 32bit os
	int m = 0; // 申请了一个内存，名字为m, 类型为int, 4个字节;
	int* p = NULL;  // 申请了一个内存，名字为p, 4个字节，用来存放内存地址，而且有这个变量的大小信息, int,
	p = &m;
	// end 
	// 任何一个指针变量，存放一个有效的内存地址，
	// 或者是你知道的一个有意义的数据;
	// NULL 0x0000000 地址，是操作系统禁止访问,空地址,空指针;
	printf("mem size = %d\n", sizeof(p));
	printf("mem size = %d\n", sizeof(int*));
	// end
 
	// 使用指针来访问指针指向的内存的数据;
	double n = 7; // 8个字节
	//类型* 大小取决于这个类型
	double* ptr = &n; // ptr 4个字节，存放了n的起始地址;
 
	// 使用ptr来访问内存数据呢？内存的起始地址，大小
	// *号来表示，从当前指针变量存放的内存地址开始，到当前指针数据类型的大小结束(double, 8, int 4)
	// 使用指针，来访问我们的内存数据:
	// 指针来访问内存数据两大要素:
	// (1) 内存起始地址;
	// (2) 内存的大小，所占的字节数;(指针的类型决定), sizeof(数据类型)
	// 定义一个指针变量 类型*
	printf("%lf\n", *ptr);
 
	char* ch_ptr; // *ch_ptr 内存大小为sizeof(char)
	short* sh_ptr; // *sh_ptr 内存大小是sizeof(short)
	int* int_ptr; // *int_ptr 内存大小是sizeof(int)
	// 普通的指针，存放地址的4个字节而已;
	int* *int_ptr2; // *int_ptr2 内存大小sizeof(int*) 4个字节
	// end 
	char ch = 40;
	ch_ptr = &ch;
	sh_ptr = 789; // 本身是4个字节可以存放4个字节允许的数据;
	// printf("%d\n", *sh_ptr); // 非法的异常, sh_ptr --> 789, 然后作为内存其实地址, 2个字节的内存大小;
	// 789是一个被OS保护的地址，
	// 存放内存地址而用;
	void* v_ptr = &ch; // ch变量的内存地址
	// printf(*v_ptr); // 编译错误，void类型，没有字节大小
	// end 
 
	int lhs = 7;
	int rhs = 8;
	swap(&lhs, &rhs);
	printf("lhs = %d rhs = %d\n", lhs, rhs);
	system("pause");
	return 0;
}