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原创版权标志带你深入理解指针,轻松掌握指针

作者:dx  发表时间:2015/6/23  阅读:
[摘要] 带你深入理解指针,讨论指针的深刻含义,以及指针类型的含义,助你快速深刻的理解指针,从而能够自由的操作指针,为今后学习扫除障碍。
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    “指针是什么?”“指针就是一种数据类型。”“你确定?”“那数据类型是什么?额,这个???类型就是类型,还能怎么解释嘛。”“指针有多少种?”“指针有好多种,比如整型指针,字符指针等等。”“指针是怎么确定分类的?”“就是声明时在变量类型后加个*声明指针呀。”等等。这是我们对指针对基本的认识,可是指针到时是什么,什么是指针类型,指针的值和指针本身怎么区别,几乎初学者都凌乱了。给个简单的指针使用,倒还可以看明白,问点复杂的就懵了,到头来很委屈的回一句,“老师没教呀!”。
    似乎初学者都有这样那样的无助,都寄希望与老师,可是自己没有基础,老师说了自己也听不懂,问了也白问,心里瘆的慌。问同学吧,也都和自己差不多,就算懂的也说不出个所以然,真是“茶胡子煮饺子”。
    作为初学者到深入的我来说,没有老师的直接灌输,完全自己摸索成长,对于初学者的心理是完全明白,也知道为什么会有这么多的困惑。应试教育基本都是灌输,学生没有自主思考的机会,导致只能被动的接受,从而不能够深入。那么我将以自学者的角度深入分析指针,抛开书本中的条条框框,让你真正自由的学习指针的精髓。如果没有一个自由的心,将无法捕捉自由的指针的灵魂。
    扯多了,进入正题。看完本文,相信第一次可能还不完全明白,但是一定要形成一种印象,然后多看几遍,在敲代码的过程中彻底理解,光靠看书是不可能完全理解的,一定要敲代码中思考才能掌握,但是文章会给你一个正确的方向,助你快速理解指针。
    指针是一种数据类型,占4个字节。为什么指针的类型需要和具体的类型相关呢?比如,你不能说指针就是一种类型,而只能附带一种指向的类型来确定指针的类型。初学者很不理解这个意思,为什么指针还要依赖其他类型来确定类型呢?那么,如果你也这样问了,恭喜你,你慢慢上道了,不过,更可喜的是,本文可以加速你的思考,助你成功。现在,我们展开深入的分析了。下面请认真的阅读哦。
    在计算机中,变量存储,指针,数据类型等等,都是反映在内存中的,当然这个内存指的是虚拟内存。虚拟内存,简单来说,就是我们程序使用的内存,不是真正的内存条内存,不过程序运行后,虚拟内存会映射到实际的内存条内存即物理内存。了解虚拟内存,请阅读计算机操作系统内存章节。我们理解的程序中的内存都是虚拟内存,你当做是内存就是了。这个不清楚对我们程序理解没多少影响,有个概念就行了,继续往下看。
    32位计算机只支持4GB内存大小,多出的是无效的,即使你装了8GB内存条,也只能使用4GB,为什么最多只支持4GB呢,这就跟指针有关系了。计算机使用一个计算机字,32位的计算机就是32位,也就是4字节,因此这也就是为什么我们所知道的指针所占的内存是4字节的原因。因为我们的计算机普遍是32位的,也就是支持的最大内存是4GB,使用32位即4字节的指针就能够找到4GB的所有内存位置。如果将来4GB内存不够用,普及了64位的计算机,支持的内存大小就是2的64次方byte,远远超过了4GB,那么32位指针就找不到超出4GB以外的内存了,所以就不够了。因为32位指针所能表示的最大内存地址为2的32次方减一byte。所谓的不支持就是因为指针所能表示的范围没有内存的地址范围大,找不到全部的地址。
    在目前的内存体系中,内存地址排序是线性的,也就是,32位地址(4GB内存)从地址0x00000000到0xFFFFFFFF 。因为是线性的体系结构,因此,内存地址都是按照序号递增的,如0,1,2,3,...,这样就表示了内存地址,当然,因为是用十六进制带前导0表示的。因此地址就是我们常见的0x00000000,0x00000001,0x00000002,0x00000003,...。正是因为是线性的,因此,根据这个序号就能够轻松的找到相应的内存地址,对内存进行读写。那么内存地址其实就是一个编号,从0开始的,指针所占内存的位数就决定了能表示的数字的大小,这个表示的数字就是内存地址。32位即4字节指针只能表示4GB内存,这也是我们现在知道的。所以,对于指针的认识,指针所占的大小就是这个意思,请反复揣摩。
    那么我们在来看看数据类型。所谓的数据类型,在编程上我们理解成一种类型,但是本质的就是一个数据所占的内存的大小。比如整型占4字节,编译器把整型变量存放到内存中,就给一个4字节的内存来存储一个整数,这就是整型的意义。其他类型意义和这类似,当然除了指针。因为指针很特殊。指针的类型要依托其他的类型来定义,因为指针是找内存地址而存在的,因此,它也就不一般了。指针为4字节,也就是说,指针有能力走遍4GB空间,表明它有这个潜力,但是每次走多远确实根据指针的类型来定的,如果指针指向整型,那么指针的值每次递增,也就是指针表示的内存地址在递增,这个递增的跨度就是指针指向变量类型所占字节的大小。比如,指向整型的指针int *p; p所指向的就是整型变量,所以p++;就是递增指针的值(内存地址)就是按照int型大小(4字节)每一次而增加的,如果开始指向的0字节,增加一次p的值就变成4字节了,再递增一次就是8字节了。而如果指向的是1字节的char * pc,那么pc每次递增就只增加1字节,如果第一次是0字节,递增一次,就是1字节了。其他类型也是如此类似的。如果指针不根据数据类型来确定指针类型,那么指针就不知道如何递增,无法确定指针每次增加的跨度。如果使用4字节的整型指针去指向8字节的double类型变量,那么每次递增只能递增到double类型的一半,从而double类型的变量就被截断,从而读取的数据就错误了。所以这就是指针类型的意义。同样,这一段也要反复揣摩,虽然讲的很通俗,但是要把自己一直以来形成的思维冲破,需要努力几次,才能完全接受这种本质的理解。如果之前这样思考过,那么你就轻而易举的理解了。
    把指针这样理解后,以后再来理解其他的,就能够游刃有余了。后续还会写指针与数组,指针常量和常量指针,内存读写保护和指针的操作关系,等等。但是,请先把这篇文章理解了,方可继续,否则还是会因为思维没扭转过来而疑惑重重。
    如果有疑问,请在文章后提出,不然,自己不主动,永远都别想学好。我给大家提供一个机会,请好好把握。现在不是没人帮你学了,关键就看看你想不想沉下心学下去。如果能够做到,你将会很快成为高手。
    提醒一下,上面所讲述的内容,我是结合了操作系统,内存管理,计算机组成原理,C/C++程序设计等知识的综合,所以讲述的深入浅出,如果自己一下子理解不透彻,请勿沮丧,那是要有一定的基础才能够理解透彻的。只要能够从本文中扭转自己的思维,你就成功了。思维才是最重要的,当然,如果你能够全部吸收了,那就更要恭喜你了。助你成功,好好加油!! 

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  • 1数据流1    2015/8/26 15:31:45回复
    一不小心点了踩,好尴尬,然后测试一下点过两次能不能取消踩,结果又更尴尬,有了两个踩,然后我点了10个赞……泪奔……然后评论一下说明情况,还得登陆,于是注册,然后回到这文章,发现踩没有了…… 我也是醉了dx: 回复 1数据流1 说:好吧。这里会优化处理的。嘿嘿【回复】just: 回复 dx说: 1【回复】

  •     2016/1/3 18:04:30回复
    感觉还是看不懂 字节 什么的怎么算的?dx: 回复 琉 说:一个字节就是8个位。位就是0或者1.。【回复】yfz0574: 回复 琉 说:你只要记住一个字节8个位就行了,以后深入了会了解更多【回复】

  • polaris    2016/4/2 12:20:08回复
    讲的很好,给个大赞,这对于小白的我太有帮助了
    dx: 回复 polaris 说:好的,谢谢。【回复】

  • 2    2016/5/21 14:26:32回复
    好!

  • shu1990123    2016/8/17 16:16:45回复
    讲的不错, 赞一个!

  • huixin    2017/1/2 12:17:51回复
    讲得不错,谢谢!

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