来聊一下,指针到底是何方神圣?
本帖最后由 正点原子 于 2022-1-7 17:40 编辑以下文章来源于:公众号:开源电子网,读取更多技术文章,请扫码关注
一篇足以全面理解指针的文章
什么是指针:
指针你真正了解吗?那么你懂得计算机内存是如何存储吗,如果你真正了解指针到底是是什么,那么你就会懂得计算机内存是如何存储的。
首先了解指针之前,我们必须了解计算机内存是如何存储的,一般的32位计算机把内存分割为字节,一般32位的机器int类型为32比特,也就是4字节,一字节有8bit数据,这个必须知道的知识点,如以下图所示:
上图可知:一个字节8bit的数据,所以计算机为了区分内存的每一个字节,那么计算器给它们进行排号,而这些号就是地址 ,例如学校的宿舍,每一间的宿舍住了八个人,宿舍必定有一个宿舍号,所以舍管阿姨会对宿舍号进行查找的某宿舍人员的原理类似。
上图可知,一般来说int型变量有4字节,所以每一个地址偏移4个字节,如果指针P指向0x20000004地址,那么该地址存储的值就是0x82。
C语言指针是什么
上面我们已经了解计算机内存是如何存储以及如何读取地址的值,显然小编是举32位的计算机就是为了方便我们学习MCU,因为MUC大部分也是32位的。
C语言指针可以简化一些C编程任务执行的任务,例如动态内存分配,如果没有指针那么无法执行的,所以成为C程序员或者嵌入式工程师,学习指针很有必要的。
数据在内存中的地址也称为指针,如果一个变量存储了一份数据的指针,我们就称它为指针变量。在学习C语言时候,变量都有一个内存位置,那么它们可以使用“&”运算符访问地址,表示它在内存中的一个地址。如以下源码所示:
#include <stdio.h>
int main ()
{
/* int类型的变量 */
intlv_variate = 10;
/* 指针变量 */
int*ip_variate;
/* 在指针变量存储 lv_variate 地址 */
ip_variate = &lv_variate;
printf("lv_variate 变量的地址: %p\n", &lv_variate);
/* 在指针变量中存储的地址 */
printf("ip_variate 指针变量存储的地址: %p\n", ip_variate );
/* 在指针变量的地址 */
printf("ip_variate 指针变量的地址: %p\n", &ip_variate );
/* 使用指针访问值 */
printf("*ip_variate 变量的值: %d\n", *ip_variate );
return 0;
}
串口调式助手输出他们的打印信息,如以下所示:、
lv_variate 变量的地址: 20000784
ip_variate 变量存储的地址: 20000784
ip_variate 指针变量的地址: 20000780
*ip_variate 变量的值: 10
我们怎么理解上述输出的信息呢?,可以使用示意图来解析上述的信息,如图所示:
总结:
① 变量名、函数名、字符串名和数组名在本质上是一样的,它们都是地址的助记符
② “&” 运算符访问地址
③ *ip_variate就是读取指针变量存储的地址对应的值(20000784的地址的值10)
④ ip_variate读取指针变量存储的地址
小知识:
如果程序被编译和链接后,使用 * ip_variate 的话,要先通过地址 20000780取得变量 ip_variate 本身的值,这个值是变量 lv_variate 的地址,然后再通过这个值取得变量 lv_variate 的数据,前后共有两次步奏;而使用 lv_variate 的话,可以通过地址 20000784直接取得它的数据,只需要一步运算。
可以这样说,使用指针是间接获取数据,使用变量名是直接获取数据。
什么是二级指针:
上面我们以及理解什么是指针以及一级指针的操作,如果一个指针指向的是另外一个指针,我们就称它为二级指针,或者指向指针的指针。
二级指针是指向一级指针的指针。二级指针指向一级指针,也就是二级指针中存储的是一级指针的内存地址。
二级指针的使用:
intmain( void )
{
inta = 10; //声明一个变量a
int*p = &a; //声明指针p,指向变量a
int**q = &p; //声明二级指针q,指向一级指针p
printf ( "a = %d\n" ,a); //打印变量a的值
printf ( "a的地址&a=%p\n" ,&a); //打印变量a的地址
printf ( "p = %p\n" ,p); //打印p的值
printf ( "p的地址&p=%p\n" ,&p); //打印p的地址
printf ( "p的解引用*p=%d\n" ,*p); //打印p的解引用
printf ( "q = %p\n" ,q); //打印q的值
printf ( "q的地址&q=%p\n" ,&q); //打印q的地址
printf ( "q的解引用*q=%p\n" ,*q); //打印q的解引用
printf ( "q的双重解引用**q=%d\n" ,**q); //打印q的双重解引用
return0;
}
执行结果:
a = 10
a的地址&a=20000788
p = 20000788
p的地址&p=20000784
p的解引用*p=10
q = 20000784
q的地址&q=20000780
q的解引用*q=20000788
q的双重解引用**q=10
我们怎么理解上述输出的信息呢?,可以使用示意图来解析上述的信息,如图所示:
总结:
① 变量名、函数名、字符串名和数组名在本质上是一样的,它们都是地址的助记符
② “&” 运算符访问地址
③ q读取指针变量存储的地址(0x20000784)
④ *q读取指针变量存储的地址的对应的值(就是一级指针变量存储的地址(0x20000788))
⑤**q读取指针变量存储的地址的对应的值的对应地址的值(就是一级指针变量存储的地址(0x20000788)对应的值(10))
指针就是地址,就这么简单 变量名 就是一个宏定义的指针。 指针是 CPU 间接寻址的高层抽象 本帖最后由 下一页 于 2021-11-4 20:20 编辑
如果是汇编语言,你需要知道你把这个数据放什么位置,还需要知道什么位置空着,这些都得由程序员管理。
如果是高级语言,你完全不关心这事,编译器和操作系统配合,他们决定这个数据放哪,给你个变量名,你随时能找到就行,其他不用你管
c语言是汇编到高级语言的过渡,最早的c程序员是汇编程序员过来的,我们知道,c是编写unix的过程中为了替代汇编提高编码效率写的编译器,大家还不太放心把分配内存的事交给编译器,还想指手画脚,还想干预或者部分干预数据存到什么位置的事情,比如不知道一个数组有多大,不知道要开多大的内存空间放这个数组,而且内存还比较紧张,这时候,用指针。我只需要知道这一串数的起始地址(用一个指针代替,我不再想这个数是啥了,我知道他的地址在这个变量里就行)和这一串数的长度,我就能放任意多的数,也能访问其中任意一个数。这就是指针的历史背景和现实意义。
t3486784401 发表于 2021-11-4 19:52
指针是 CPU 间接寻址的高层抽象
精辟,但理解这个需要有CPU结构基础。 C指针就是装着地址的32位变量。本身是占用空间的。C++又升级了,加入了&引用,可以看作安全版本的指针。 哎呀看着这个贴就想学习了,于是有了下面问题:
我想将一个double变量的8个字节放在一个u8数组中的特定位置,比如buf的第三个字节开始的地方,然后输出,即是buf~buf,那么该怎么赋值啊,接收端将对应的8个字节恢复为double变量,测试了好几个方式都不对, double A,u8 buf
试了
memcpy((unsigned char *)&A,buf+2,8); 和 A = *((double *)(&buf)+2);
多种组合(就是强制指针转换的括号那些放不同范围,只要编译不报错)结果还是不对,
最后不得已就这样:
Buf = ((unsigned char *)&A);
。。。
Buf = ((unsigned char *)&A);
Buf = ((unsigned char *)&A);
来发
((unsigned char *)&A)=Buf;
((unsigned char *)&A)=Buf;
。。。
((unsigned char *)&A)=Buf;
((unsigned char *)&A)=Buf;
来收,这样是对的。可是太累了,肯定有一个我前面那个一条语句搞定的办法吧{:sad:}
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