一、内存和地址
1.1 内存
假设有一栋宿舍楼，楼上有100个房间，我们按照楼层和楼层的房间情况进行编号，有了房间号，就可以快速的定位到任意一个房间。
⼀楼：101，102，103…
⼆楼：201，202，203…
把上述的例子对照到计算机中，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，电脑上内存是有 8GB/16GB/32GB 等的区分，管理这些内存空间其实就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。一个比特位可以存储一个2进制的位1或0.
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学生宿舍，一个字节空间里面能放8个比特位，类似一个宿舍里面住八个学术，每一个学生都是一个比特位。每个内存单元也都有一个编号，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，也称为地址。而在C语言中，给地址起了新的名字叫：指针。所以可以理解为：内存单元的编号 == 地址 == 指针。
1.2 如何理解编址
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，通信需要用"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，我们今天只了解⼀组线，叫做地址总线。32位机器有32根地址总线，每根线只有两态，表示0/1，那么⼀根线，就能表示2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（&）
int main()
{
int a = 10;
&a;
printf("%p\\n", &a);
return 0;
}
&a取出的是a所占4个字节中地址较小的字节的地址。虽然整型变量占用4个字节，我们只要知道了第⼀个字节地址，顺藤摸瓜访问到4个字节的数据也是可行的。
2.2 指针变量和解引⽤操作符（*）
2.2.1 指针变量
那我们通过取地址操作符(&)拿到的地址是⼀个数值，比如： 0x00B4FA64 ，这个数值有时候也是需要存储起来，⽅便后期再使用的，那我们把这样的地址值存放在哪里呢？答案是：指针变量中。
int main()
{
int a = 10;
int* pa = &a;//取出a的地址并存储到指针变量pa中
return 0;
}
指针变量也是⼀种变量，这种变量就是⽤来存放地址的，存放在指针变量中的值都会理解为地址。
2.2.2 指针类型
int a = 10;
int * pa = &a;
这里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(int)
类型的对象。
2.2.3 解引用操作符
我们将地址保存起来，未来是要使用的，那怎么使用呢？在现实⽣活中，我们使用地址要找到⼀个房间，在房间里可以拿去或者存放物品。 C语⾔中其实也是⼀样的，我们只要拿到了地址（指针），就可以通过地址（指针）找到地址（指针）指向的对象，这⾥必须学习⼀个操作符叫解引用操作符(*)。
int main()
{
int a = 10;
int* pa = &a;
*pa = 0;
printf("%p\\n", a);
return 0;
}
2.3 指针变量的大小
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，那么指针变量的⼤⼩就得是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
int main()
{
printf("%zd\\n", sizeof(char*));
printf("%zd\\n", sizeof(short*));
printf("%zd\\n", sizeof(int*));
printf("%zd\\n", sizeof(double*));
return 0;
}
结论：
• 32位平台下地址是32个bit位，指针变量⼤⼩是4个字节
• 64位平台下地址是64个bit位，指针变量⼤⼩是8个字节
• 注意指针变量的⼤⼩和类型是⽆关的，只要指针类型的变量，在相同的平台下，⼤⼩都是相同的。
三、指针变量类型的意义
3.1 指针的解引用
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0x11223344;
int *pi = &n;
*pi = 0;
return 0;
}
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 0x11223344;
char *pc = (char *)&n;
*pc = 0;
return 0;
}
代码1会将n的4个字节全部改为0，但是代码2只是将n的第⼀个字节改为0。指针的类型决定了，对指针解引用的时候有多⼤的权限（⼀次能操作几个字节）。char* 的指针解引用就只能访问⼀个字节，⽽ int* 的指针的解引用就能访问四个字节。
3.2 指针+-整数
int main()
{
int n = 10;
char* pc = (char*)&n;
int* pi = &n;
printf("%p\\n", &n);
printf("%p\\n", pc);
printf("%p\\n", pc+1);
printf("%p\\n", pi);
printf("%p\\n", pi+1);
return 0;
}
我们可以看出， char* 类型的指针变量+1跳过1个字节， int* 类型的指针变量+1跳过了4个字节。
这就是指针变量的类型差异带来的变化。指针+1，其实跳过1个指针指向的元素。指针可以+1，那也可以-1。
结论：指针的类型决定了指针向前或者向后⾛⼀步有多⼤（距离）。
3.3 void*指针
在指针类型中有⼀种特殊的类型是 void * 类型的，可以理解为无具体类型的指针（或者叫泛型指
针），这种类型的指针可以用来接受任意类型地址。但是也有局限性， void* 类型的指针不能直接进行指针的+-整数和解引用的运算。
四、指针运算
4.1 指针+-整数
int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
//指针+-整数
//数组在内存中是连续存放的，只需要知道第一个元素的地址，就能按顺序找到后面的所有元素
int main()
{
int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* p = &arr[0];
int i = 0;
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
for (i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", *(p + i));
}
return 0;
}
4.2 指针-指针
//指针-指针
int my_strlen(char* s)
{
char* p = s;
while (*p != '\\0')
p++;
return p – s;
}
int main()
{
printf("%d\\n", my_strlen("abc"));
return 0;
}
4.3 指针的关系运算
//指针的关系运算
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* p = &arr[0];
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
while (p < arr + sz)
{
printf("%d ", *p);
p++;
}
return 0;
}
