分享一篇很好的C指針文章，查缺補漏！
[導讀]關注「嵌入式大雜燴」，星標公眾號，一起進步！來源：網(wǎng)絡指針對于C來說太重要。然而，想要全面理解指針，除了要對C語言有熟練的掌握外，還要有計算機硬件以及操作系統(tǒng)等方方面面的基本知識。所以本文盡可能的通過一篇文章完全講解指針。為什么需要指針？指針解決了一些編程中基本的問題。第一，指針...
關注「嵌入式大雜燴」，星標公眾號，一起進步！
為什么需要指針？
指針解決了一些編程中基本的問題。
第一，指針的使用使得不同區(qū)域的代碼可以輕易的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)。當然小伙伴們也可以通過數(shù)據(jù)的復制達到相同的效果，但是這樣往往效率不太好。
因為諸如結構體等大型數(shù)據(jù)，占用的字節(jié)數(shù)多，復制很消耗性能。
但使用指針就可以很好的避免這個問題，因為任何類型的指針占用的字節(jié)數(shù)都是一樣的（根據(jù)平臺不同，有4字節(jié)或者8字節(jié)或者其他可能）。
第二，指針使得一些復雜的鏈接性的數(shù)據(jù)結構的構建成為可能，比如鏈表，鏈式二叉樹等等。
第三，有些操作必須使用指針。如操作申請的堆內(nèi)存。
還有：C語言中的一切函數(shù)調(diào)用中，值傳遞都是“按值傳遞”的。
如果我們要在函數(shù)中修改被傳遞過來的對象，就必須通過這個對象的指針來完成。
計算機是如何從內(nèi)存中進行取指的？
計算機的總線可以分為3種：數(shù)據(jù)總線，地址總線和控制總線。這里不對控制總線進行描述。數(shù)據(jù)總線用于進行數(shù)據(jù)信息傳送。數(shù)據(jù)總線的位數(shù)一般與CPU的字長一致。一般而言，數(shù)據(jù)總線的位數(shù)跟當前機器int值的長度相等。例如在16位機器上，int的長度是16bit，32位機器則是32bit。這個計算機一條指令最多能夠讀取或者存取的數(shù)據(jù)長度。大于這個值，計算機將進行多次訪問。這也就是我們說的64位機器進行64位數(shù)據(jù)運算的效率比32位要高的原因，因為32位機要進行兩次取指和運行，而64位機卻只需要一次！
地址總線專門用于尋址，CPU通過該地址進行數(shù)據(jù)的訪問，然后把處于該地址處的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線進行傳送，傳送的長度就是數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。地址總線的位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間大小，比如CPU總線長32位，其最大的直接尋址空間長232KB，也就是4G。這也就是我們常說的32位CPU最大支持的內(nèi)存上限為4G（當然，實際上支持不到這個值，因為一部分尋址空間會被映射到外部的一些IO設備和虛擬內(nèi)存上?，F(xiàn)在通過一些新的技術，可以使32位機支持4G以上內(nèi)存，但這個不在這里的討論范圍內(nèi)）。
一般而言，計算機的地址總線和數(shù)據(jù)總線的寬度是一樣的，我們說32位的CPU，數(shù)據(jù)總線和地址總線的寬度都是32位。
計算機訪問某個數(shù)據(jù)的時候，首先要通過地址總線傳送數(shù)據(jù)存儲或者讀取的位置，然后在通過數(shù)據(jù)總線傳送需要存儲或者讀取的數(shù)據(jù)。一般地，int整型的位數(shù)等于數(shù)據(jù)總線的寬度，指針的位數(shù)等于地址總線的寬度。?計算機的基本訪問單元?學過C語言的人都知道，C語言的基本數(shù)據(jù)類型中，就屬char的位數(shù)最小，是8位。我們可以認為計算機以8位，即1個字節(jié)為基本訪問單元。小于一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，必須通過位操作來進行訪問。?內(nèi)存訪問方式
如圖1所示，計算機在進行數(shù)據(jù)訪問的時候，是以字節(jié)為基本單元進行訪問的，所以可以認為，計算每次都是從第p個字節(jié)開始訪問的。訪問的長度將由編譯器根據(jù)實際類型進行計算，這在后面將會進行講述。?內(nèi)存訪問方式?想要了解更多，就去翻閱計算機組成原理和編譯原理吧。?sizeof關鍵字
sizeof關鍵字是編譯器用來計算某些類型的數(shù)據(jù)的長度的，以字節(jié)為基本單位。例如：
sizeof(Type)的值是在編譯的時候就計算出來了的，可以認為這是一個常量！
指針是什么？
我們知道：C語言中的數(shù)組是指一類類型，數(shù)組具體區(qū)分為 ?int 類型數(shù)組，double類型數(shù)組,char數(shù)組 等等。
同樣指針這個概念也泛指一類數(shù)據(jù)類型，int指針類型，double指針類型，char指針類型等等。
通常，我們用int類型保存一些整型的數(shù)據(jù)，如 int num = 97 ， 我們也會用char來存儲字符：char ch = 'a'。
我們也必須知道：任何程序數(shù)據(jù)載入內(nèi)存后，在內(nèi)存都有他們的地址，這就是指針。
而為了保存一個數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址，我們就需要指針變量。
因此：指針是程序數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址，而指針變量是用來保存這些地址的變量。
?
在我個人的理解中，可以將指針理解成int整型，只不過它存放的數(shù)據(jù)是內(nèi)存地址，而不是普通數(shù)據(jù)，我們通過這個地址值進行數(shù)據(jù)的訪問，假設它的是p，意思就是該數(shù)據(jù)存放位置為內(nèi)存的第p個字節(jié)。
當然，我們不能像對int類型的數(shù)據(jù)那樣進行各種加減乘除操作，這是編譯器不允許的，因為這樣錯是非常危險的！
圖2就是對指針的描述，指針的值是數(shù)據(jù)存放地址，因此，我們說，指針指向數(shù)據(jù)的存放位置。?
指針的長度
我們使用這樣的方式來定義一個指針：
我們說p是指向type類型的指針，type可以是任意類型，除了可以是char,short, int, long等基本類型外，還可以是指針類型，例如int *, int **, 或者更多級的指針，也可是是結構體，類或者函數(shù)等。于是，我們說：
int * 是指向int類型的指針；int **，也即(int *) *，是指向int *類型的指針，也就是指向指針的指針；int ***，也即(int **) *，是指向int**類型的指針，也就是指向指針的指針的指針；…我想你應該懂了
struct xxx *，是指向struct xxx類型的指針；
其實，說這么多，只是希望大家在看到指針的時候，不要被int ***這樣的東西嚇到，就像前面說的，指針就是指向某種類型的指針，我們只看最后一個*號，前面的只不過是type類型罷了。
細心一點的人應該發(fā)現(xiàn)了，在“什么是指針”這一小節(jié)當中，已經(jīng)表明了：指針的長度跟CPU的位數(shù)相等，大部分的CPU是32位的，因此我們說，指針的長度是32bit，也就是4個字節(jié)！注意：任意指針的長度都是4個字節(jié)，不管是什么指針?。ó斎?4位機自己去測一下，應該是8個字節(jié)吧。。。）
?于是：
sizeof(p)的值是4，Type可以是任意類型，char,int, long, struct, class, int **…
以后大家看到什么sizeof(char*), sizeof(int *)，sizeof(xxx *)，不要理會，統(tǒng)統(tǒng)寫4，只要是指針，長度就是4個字節(jié)，絕對不要被type類型迷惑！?為什么程序中的數(shù)據(jù)會有自己的地址？
弄清這個問題我們需要從操作系統(tǒng)的角度去認知內(nèi)存。
電腦維修師傅眼中的內(nèi)存是這樣的：內(nèi)存在物理上是由一組DRAM芯片組成的。
而作為一個程序員，我們不需要了解內(nèi)存的物理結構，操作系統(tǒng)將RAM等硬件和軟件結合起來，給程序員提供的一種對內(nèi)存使用的抽象。
這種抽象機制使得程序使用的是虛擬存儲器,而不是直接操作和使用真實存在的物理存儲器。
所有的虛擬地址形成的集合就是虛擬地址空間。
在程序員眼中的內(nèi)存應該是下面這樣的。
也就是說，內(nèi)存是一個很大的，線性的字節(jié)數(shù)組（平坦尋址）。每一個字節(jié)都是固定的大小，由8個二進制位組成。
最關鍵的是，每一個字節(jié)都有一個唯一的編號,編號從0開始，一直到最后一個字節(jié)。
如上圖中，這是一個256M的內(nèi)存，他一共有256x1024x1024 ?= 268435456個字節(jié)，那么它的地址范圍就是 0 ~268435455 ?。
由于內(nèi)存中的每一個字節(jié)都有一個唯一的編號。
因此，在程序中使用的變量，常量，甚至數(shù)函數(shù)等數(shù)據(jù)，當他們被載入到內(nèi)存中后，都有自己唯一的一個編號，這個編號就是這個數(shù)據(jù)的地址。
指針就是這樣形成的。
下面用代碼說明
來源：網(wǎng)絡指針對于C來說太重要。然而，想要全面理解指針，除了要對C語言有熟練的掌握外，還要有計算機硬件以及操作系統(tǒng)等方方面面的基本知識。所以本文盡可能的通過一篇文章完全講解指針。
為什么需要指針？
指針解決了一些編程中基本的問題。
第一，指針的使用使得不同區(qū)域的代碼可以輕易的共享內(nèi)存數(shù)據(jù)。當然小伙伴們也可以通過數(shù)據(jù)的復制達到相同的效果，但是這樣往往效率不太好。
因為諸如結構體等大型數(shù)據(jù)，占用的字節(jié)數(shù)多，復制很消耗性能。
但使用指針就可以很好的避免這個問題，因為任何類型的指針占用的字節(jié)數(shù)都是一樣的（根據(jù)平臺不同，有4字節(jié)或者8字節(jié)或者其他可能）。
第二，指針使得一些復雜的鏈接性的數(shù)據(jù)結構的構建成為可能，比如鏈表，鏈式二叉樹等等。
第三，有些操作必須使用指針。如操作申請的堆內(nèi)存。
還有：C語言中的一切函數(shù)調(diào)用中，值傳遞都是“按值傳遞”的。
如果我們要在函數(shù)中修改被傳遞過來的對象，就必須通過這個對象的指針來完成。
計算機是如何從內(nèi)存中進行取指的？
計算機的總線可以分為3種：數(shù)據(jù)總線，地址總線和控制總線。這里不對控制總線進行描述。數(shù)據(jù)總線用于進行數(shù)據(jù)信息傳送。數(shù)據(jù)總線的位數(shù)一般與CPU的字長一致。一般而言，數(shù)據(jù)總線的位數(shù)跟當前機器int值的長度相等。例如在16位機器上，int的長度是16bit，32位機器則是32bit。這個計算機一條指令最多能夠讀取或者存取的數(shù)據(jù)長度。大于這個值，計算機將進行多次訪問。這也就是我們說的64位機器進行64位數(shù)據(jù)運算的效率比32位要高的原因，因為32位機要進行兩次取指和運行，而64位機卻只需要一次！
地址總線專門用于尋址，CPU通過該地址進行數(shù)據(jù)的訪問，然后把處于該地址處的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線進行傳送，傳送的長度就是數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。地址總線的位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間大小，比如CPU總線長32位，其最大的直接尋址空間長232KB，也就是4G。這也就是我們常說的32位CPU最大支持的內(nèi)存上限為4G（當然，實際上支持不到這個值，因為一部分尋址空間會被映射到外部的一些IO設備和虛擬內(nèi)存上?，F(xiàn)在通過一些新的技術，可以使32位機支持4G以上內(nèi)存，但這個不在這里的討論范圍內(nèi)）。
一般而言，計算機的地址總線和數(shù)據(jù)總線的寬度是一樣的，我們說32位的CPU，數(shù)據(jù)總線和地址總線的寬度都是32位。
計算機訪問某個數(shù)據(jù)的時候，首先要通過地址總線傳送數(shù)據(jù)存儲或者讀取的位置，然后在通過數(shù)據(jù)總線傳送需要存儲或者讀取的數(shù)據(jù)。一般地，int整型的位數(shù)等于數(shù)據(jù)總線的寬度，指針的位數(shù)等于地址總線的寬度。?計算機的基本訪問單元?學過C語言的人都知道，C語言的基本數(shù)據(jù)類型中，就屬char的位數(shù)最小，是8位。我們可以認為計算機以8位，即1個字節(jié)為基本訪問單元。小于一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，必須通過位操作來進行訪問。?內(nèi)存訪問方式
如圖1所示，計算機在進行數(shù)據(jù)訪問的時候，是以字節(jié)為基本單元進行訪問的，所以可以認為，計算每次都是從第p個字節(jié)開始訪問的。訪問的長度將由編譯器根據(jù)實際類型進行計算，這在后面將會進行講述。?內(nèi)存訪問方式?想要了解更多，就去翻閱計算機組成原理和編譯原理吧。?sizeof關鍵字
sizeof關鍵字是編譯器用來計算某些類型的數(shù)據(jù)的長度的，以字節(jié)為基本單位。例如：
sizeof(char)=1; sizeof(int)=4;sizeof(Type)的值是在編譯的時候就計算出來了的，可以認為這是一個常量！
指針是什么？
我們知道：C語言中的數(shù)組是指一類類型，數(shù)組具體區(qū)分為 ?int 類型數(shù)組，double類型數(shù)組,char數(shù)組 等等。
同樣指針這個概念也泛指一類數(shù)據(jù)類型，int指針類型，double指針類型，char指針類型等等。
通常，我們用int類型保存一些整型的數(shù)據(jù)，如 int num = 97 ， 我們也會用char來存儲字符：char ch = 'a'。
我們也必須知道：任何程序數(shù)據(jù)載入內(nèi)存后，在內(nèi)存都有他們的地址，這就是指針。
而為了保存一個數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址，我們就需要指針變量。
因此：指針是程序數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的地址，而指針變量是用來保存這些地址的變量。
?
在我個人的理解中，可以將指針理解成int整型，只不過它存放的數(shù)據(jù)是內(nèi)存地址，而不是普通數(shù)據(jù)，我們通過這個地址值進行數(shù)據(jù)的訪問，假設它的是p，意思就是該數(shù)據(jù)存放位置為內(nèi)存的第p個字節(jié)。
當然，我們不能像對int類型的數(shù)據(jù)那樣進行各種加減乘除操作，這是編譯器不允許的，因為這樣錯是非常危險的！
圖2就是對指針的描述，指針的值是數(shù)據(jù)存放地址，因此，我們說，指針指向數(shù)據(jù)的存放位置。?
指針的長度
我們使用這樣的方式來定義一個指針：
Type *p;我們說p是指向type類型的指針，type可以是任意類型，除了可以是char,short, int, long等基本類型外，還可以是指針類型，例如int *, int **, 或者更多級的指針，也可是是結構體，類或者函數(shù)等。于是，我們說：
int * 是指向int類型的指針；int **，也即(int *) *，是指向int *類型的指針，也就是指向指針的指針；int ***，也即(int **) *，是指向int**類型的指針，也就是指向指針的指針的指針；…我想你應該懂了
struct xxx *，是指向struct xxx類型的指針；
其實，說這么多，只是希望大家在看到指針的時候，不要被int ***這樣的東西嚇到，就像前面說的，指針就是指向某種類型的指針，我們只看最后一個*號，前面的只不過是type類型罷了。
細心一點的人應該發(fā)現(xiàn)了，在“什么是指針”這一小節(jié)當中，已經(jīng)表明了：指針的長度跟CPU的位數(shù)相等，大部分的CPU是32位的，因此我們說，指針的長度是32bit，也就是4個字節(jié)！注意：任意指針的長度都是4個字節(jié)，不管是什么指針?。ó斎?4位機自己去測一下，應該是8個字節(jié)吧。。。）
?于是：
Type *p;sizeof(p)的值是4，Type可以是任意類型，char,int, long, struct, class, int **…
以后大家看到什么sizeof(char*), sizeof(int *)，sizeof(xxx *)，不要理會，統(tǒng)統(tǒng)寫4，只要是指針，長度就是4個字節(jié)，絕對不要被type類型迷惑！?為什么程序中的數(shù)據(jù)會有自己的地址？
弄清這個問題我們需要從操作系統(tǒng)的角度去認知內(nèi)存。
電腦維修師傅眼中的內(nèi)存是這樣的：內(nèi)存在物理上是由一組DRAM芯片組成的。
而作為一個程序員，我們不需要了解內(nèi)存的物理結構，操作系統(tǒng)將RAM等硬件和軟件結合起來，給程序員提供的一種對內(nèi)存使用的抽象。
這種抽象機制使得程序使用的是虛擬存儲器,而不是直接操作和使用真實存在的物理存儲器。
所有的虛擬地址形成的集合就是虛擬地址空間。
在程序員眼中的內(nèi)存應該是下面這樣的。
也就是說，內(nèi)存是一個很大的，線性的字節(jié)數(shù)組（平坦尋址）。每一個字節(jié)都是固定的大小，由8個二進制位組成。
最關鍵的是，每一個字節(jié)都有一個唯一的編號,編號從0開始，一直到最后一個字節(jié)。
如上圖中，這是一個256M的內(nèi)存，他一共有256x1024x1024 ?= 268435456個字節(jié)，那么它的地址范圍就是 0 ~268435455 ?。
由于內(nèi)存中的每一個字節(jié)都有一個唯一的編號。
因此，在程序中使用的變量，常量，甚至數(shù)函數(shù)等數(shù)據(jù)，當他們被載入到內(nèi)存中后，都有自己唯一的一個編號，這個編號就是這個數(shù)據(jù)的地址。
指針就是這樣形成的。
下面用代碼說明
#include int main(void){ ? ?char ch = 'a'; ? ?int ?num = 97; ? ?printf("ch 的地址:%p", 
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