本文來自微公眾號：低發(fā)編程 （ID：dibingfa），作者：閃客文標題：《管這破玩意指針？》本列分三篇，破玩意的方徹底理解好針的本質：管這破玩意指針 -- 基礎篇你管破玩意叫指 -- 進階篇你管這破意叫指針 -- 變態(tài)篇話不多說，開！內存，通被嚴謹地畫下面這個樣，一個下方低地址上方高地址的格樓。但我今換種畫法，成下面這個子。每個格代表內存中 1 個字節(jié)（8 位），格子上的數就代表內存址，我也直用 10 進制來表示了免得 16 進制又算不白了。目前存是完全空，格子里沒任何內容。想一下，如你忘掉所有語法規(guī)則和程規(guī)范，你如何描述對些內存格子操作呢？一類型系統很單，往格子 3 處放個數字 29，往格子 6 處放個數字 38，就這么簡單直接地描即可。但是樣說話太麻了，什么往子 3 處放個數字 29 的，廢話太多，也不方不講感情的算機去理解那我們就定指令，使用 mov $x, (y) 表示把數字 x 放入格子 y，如下：mov?,?(3)mov?,?(6)這就表示剛說的：把數?29?放入內存格子?3把數字?38?放入內存子?6是不是太簡單了？急，好戲馬開始！如果把數字 999 放入內存格子 8，該怎么辦呢？于 1 個格子表示 1 個字節(jié)，只 8 位，因此只能表示 256 個數字，要么是符號的 -128 ~ 127，要么是無符號的 0 ~255，顯然數字 999 無法放在 1 個格子內，只能用 2 個格子了。那也辦，就這么，把數字 999 放入格子 8，連續(xù)占用兩個格。但這樣，們剛剛的 mov 指令就得改改了，但要表示 "存放" 這個含義，還得示占用了多個格子。我用 movb 表示只占 1 個字節(jié)，用 movw 表示占用 2 個字節(jié)。那么，剛剛三個數字，分別可以這用指令來表了：movb?,?(3)movb?,?(6)movw?9,?(8)含義就是：數字?29?放入內存格?3，占?1?字節(jié)把數?38?放入內存格子?6，占?1?字節(jié)把數字?999?放入內存格子?8，占?2?個字節(jié)OK，既然有了 1 字節(jié)和 2 字節(jié)的的指令不妨再設計，用 movl 表示 4 字節(jié)，movq 表示 8 字節(jié) ...movb?占用?1?字節(jié)movw?占用?2?字節(jié)movl?占用?4?字節(jié)movq?占用?8?字節(jié)不知不，類型系統被你悄悄設出來了！當，雖然這只個半成品。、變量你不地往不同格里放數據。如我把我的齡放在 11 號格子（占 1 字節(jié)），把我的月放在 14 號格子（占 4 字節(jié)）?，F在我們的存已經非常亂了，你根記不住原來 3 號格子放的數據表什么，11 號格子又表什么，只能過看數字知 14 號格子里放的確是我的月薪這該怎么辦？增加一層象嘛！我們這些放了我數據的格子都貼上個標，就可以不再記那些無義的格子編了。這樣以，其實我們不再關心，些標簽到底哪個格子里只要給我找格子把我的據放進去就以了。movb?,?amovb?,?bmovw?9,?cmovb?,?agemovl?47483647,?salary當然，我還需要再通這個標簽，我剛剛放進的數據找出。這很簡單但存在一個題，放進去時候，我們以通過 movb，movw，movl 等知道占用多少個格子而取出來的候，標簽上沒有寫這個據占用了多個格子，這有問題的。此，在定義個標簽時，能光取個名，還需要有信息就是，個標簽對應數據，占了少個格子。們就效仿剛的存放操作也規(guī)定一系單詞，來修這些標簽，示占用了多個格子。char 表示 1 個字節(jié)，short 表示 2 個字節(jié)，int 表示 4 個字節(jié)，long 表示 8 個字節(jié) ...于是乎剛剛的 5 個數據，就以表示為如指令：char?a?=?29;char?b?=?38;short?c?=?999;char?age?=?18;int?salary?=?2147483647;行了，我也別藏著掖著，相信大家知道，這里是 C 語言的寫法，而剛那堆 mov 是匯編語言的寫法。些 char a，char b，int salary 等，就是變量！記，變量不但有名字，還有類型！三變量定義與值其實，剛的寫法，是變量的定義賦值操作寫一行了。比有如下語句int?a?=?1;實際上是分成兩的：//?變量的定義int?a;//?變量的賦（此處也可叫變量的初化）a?=?1;其中變量的定義是為方便程序員面去用它，部分不是給 CPU 看的。而變量的值才是真正內存中把數放進去，這分才真正涉 CPU 具體指令的執(zhí)。也就是說如果你僅僅義了一個變 int a; 但是沒有給它初始化賦值操作，么最終在 CPU 執(zhí)行指令的時候，個定義根本沒有任何體。四、指針在，讓我們內存清空，到一開始的一片凈土上我們來搞點樣。我將我密碼（1234）存儲在一個 short a 中，假設這個變 a 被放在了 6 號格子處。同時我將這個變 a 的地址，也就是 6 這個數字，存儲在另一變量 int p 中，假設這個變量 p 被放在了 1 號格子處。這樣，尋找我密碼方式，就是通過 p 所在的內存地找到里面存值，也就是 a 的內存地址 6，再通過 a 的內存地址找到面存的值，就是我要找密碼 1234。我們可以用下面的代來表示剛剛存放邏輯。short?a?=?1234;//?假設?a?被放在了?6?號格子處int?p?=?6;這里的 p 和 a 都是變量，只過，p 這個變量有點特，它里面存的值是一個存地址，我把 p 這個變量形象地為指針變量簡稱指針。過，這樣有個問題，我個個來說。1. 取地址首先，我們在碼階段，無知道也無需道變量 a 會存放在哪，不然就失了標簽的含，又回到了要關心具體內存地址（就是格子編）的時代了所以，我們該有個方法來在編碼階表示變量 a 的地址的含義，姑且就做 &a 吧。那么我們代碼，就可優(yōu)化為：short?a?=?1234;//?假設?a?的地址是?6//?那么下面?p?就等于?6int?p?=?&a;用圖來表示是：2. 指針變量本身大小視角放這個變量 p 身上，雖然本質上這個量 p 里面存放的就是個數值，假是 6，但是它卻表示了個內存地址值。如果讓序員隨便規(guī)這個變量 p 的數據類型（也就是占少個字節(jié)）那顯然容易問題。比如存地址是 999，那么我用一個 char 類型的變量 p 來存放它，就有問題。我在編碼階段無法確定一變量的內存址是多少的所以用什么型的變量來放它，也是法判斷的。以，最穩(wěn)妥辦法就是，一個完全能納所有內存址范圍的變類型來存放針變量。我姑且認為我是在一個 32 位的系統上，那么用個 4 字節(jié)大小的變量存放，就可了。（當然實際上這取于你的編譯的位數）現，我們的指變量所占用內存大小，是固定的 4 個字節(jié)，也就是 4 個格子。程序無需也無法改這個大小那么我們就以把 p 前面的數據類去掉了。short?a?=?1234;p?=?&a;3. 指針變量的類剛剛我們解了指針變量身所占用的存大小，但還有一個問沒有解決，是指針變量存放的內存址處的變量大小。也就說，上面的針變量 p 里雖然存放變量 a 的內存地址 6，但是指針量 p 卻沒有任何信息來說明內存址 6 處的變量，它的小是多少。如，我們認內存地址 6 處的變量是個 char 類型，也就是只占用了個字節(jié)，那顯然，會取一個不符合期的值。當，如果認為 6 處的變量是個 int 類型，占 4 個字節(jié)，雖然數值上能沒有問題但從某種程上講也是不符合預期的假如 8 號和 9 號格子里有其他容，那就更符合預期了。所以，必得完全按照量本身的類，也就是 short 類型來讀取此存地址處的，才是正確。那我們應如何表示這信息呢？即何表示，變 p 是一個指針，且這指針里面存的內存地址的變量的類是 short。很好辦，直接說答案。short?a?=?1234;short?*?p?=?&a;p 前面的 * 表示變量 p 是一個指針類型再前面的 short 表示該指針指的內存地址的變量，是 short 類型的變量。當然，更確的說法是指針 p 將會按照 short 類型的變量來讀它指向的內，至于那里底是什么，所謂。注意，這個 short 并不是表示指針量本身的大占 2 個字節(jié)，指針變本身我們前說過了，就固定的 4 字節(jié)大小。過總是這樣太繞口了，后我們就說變量 p 是個 short * 類型的指針，就以了。用上的圖形象地就是，右邊量 a 藍色的填充，表 a 是個 short 類型，而外的虛線框框表示指針 p 按照 short 類型的變量來 "解讀" 內存地址 6 處的數值。兩相匹配了，是 "正確" 的編程代碼了。當然，里的 "正確"，是說給程序員聽的，CPU 才不關心。4. 指針所指向的上面我們已可以獲得某變量的地址比如獲取 a 的地址就是：&a同時我們也可以定一個指針變，比如定義個 short * 類型的指針變量 p：short?*?p;并且，我們過直接賦值作，可以給針變量進行始化：p?=?&a;當然，上面的代也可以連起寫，即指針量 p 的定義與初始化在同一行：short?*?p?=?&a;不過，我們還沒有一方法，來表指針變量 p 所指向的那塊內存。那們就發(fā)明一，比如想把 p 所指向的那塊內存的改為 999，可以這樣。*p?=?999;這里的 * 就表示 "指向" 的含義，即 *p 不是說 p 這個變量的內存址，而是把 p 這個變量里存的內容做內存地址看，指向這內存地址。圖表示就是所以連起來個完整的程就是：short?a?=?1234;//?指針的定義short?*?p;//?指針的初始化，也指針變量本的值p?=?&a;//?指針變量所向的內存地的值*p?=?999;執(zhí)行過后，a 的值會變成 999，或者說 6 號格子與 7 號格子里的值變成 999。5. 指針的加減如果一個普通變 +1，比如說：int?a?=?1;int?b?=?a?+?1;那顯然，b 的值應該是 2，毫無疑問。但是果對一個指變量 +1，會怎么樣呢int?a?=?1;int?*p?=?&a;int?*p2?=?p?+?1;我們假設變量 a 放在了格子 1 處。變量 a 的值是什么，以及變 p 被放在了哪里，我都不關心，只盯著 p 的值看，顯，一開始的候是 1。（為方便演示下面的圖直表示 p 所指向的內存址，而不是 p 本身所在的內存地址我們先不考，p + 1 應該是幾，如果讓你來計這個語言你覺得 p + 1 是幾比較好呢？認為，只有種較為合理設計。第一，p + 1 就等于 2，就簡簡單當做數值進加法運算而。第二種，p + 1 等于 5，即跨過一個 p 所指向的內單元的數據型的大小，就是 4 字節(jié)的 int。你覺得那比較合理呢那顯然是第種嘛！不然普通變量有區(qū)別了，你然設計出了針變量這個意，就需要它發(fā)揮點方程序員的作，這才是你計它的真正的。當然你服，你就想這個 int * 類型的指針變量，真真正正在值上只 +1，也就是讓 p 等于 2，該怎么辦？很簡單，成三步就好：第一步， int * 類型的 p 強轉為 char * 類型的 p。第二步，p + 1。第三步，再把 char * 類型的 p 強轉為 int * 類型。完事！用碼表示就是p?=?(int?*)((char?*)p?+?1);你會看到，C 語言項目中經常用這樣的玩。當然，你一頓花里胡的操作，在 CPU 眼里，就是對一內存地址處值簡簡單單 +1 而已。五、指針本質我們看面的一張圖其實，別看面又 short * p 又 short a 的，這是給程員和編譯器的。在 CPU 眼里，根本沒有這些花繚亂的標，以及五花門的解讀，是 0 ~ 4 號格子里存了個數字 6，然后 6 ~ 7 號格子里存了數字 1234，僅此而已。更進一步，其實就只 1 號格子里存儲了數 6（234 號格子是空的），6 號格子里存儲數字 12，7 號格子里存儲了數字 34。（當然實際得轉換二進制，再合大端序還小端序來看，我這里就簡單直觀告大家 CPU 才不管那么多，就一個子一個格子放數字就完了）所以，們經常聽書講，讓大家定要記住，針變量中只存放地址，要將一個整或任何其他地址類型的據賦給一個針變量了。種說法就非別扭，很多上，即想講楚指針的本，又想講清指針的注意項，混雜在起，讓讀者沒有搞清楚針的本質，不知道指針注意事項。糾結！說實，就光看書沒有經過大 C 語言的實踐，誰能得住或者理透徹那些注事項。而經大量 C 語言實踐的人指針早就融進血液中了誰還來看你指針的本質所以說，這我覺得非常矛盾。實際，指針變量本質和普通量是一樣的普通變量，個 short a，是在告訴編譯器當我 a = 1 時，你給我找到一 2 字節(jié)的內存，把 1 填充進去。指針變量，個 short * p，是在告訴編器兩件事情當我 p = xxx 時，你給我找一塊 4 字節(jié)的內存（們假設指針身的大小固 4 字節(jié)），把 xxx 填充進去，這就和普通量完全一樣當我 *p = yyy 時，你給我到 xxx 內存地址，且按照 short 類型也就是 2 字節(jié)大小， yyy 填充到這里。以，誰說不把一個整型量賦給指針，我這不就一個整型變 xxx 賦給指針 p 了么，我賦的時候就說是整型變量，怎么的吧但是我用它時候，我 *p 又把 xxx 看做是一個內存地了，就去找存 xxx 的地方，又么的吧？用碼來表示就：我強行把個整型數值 6 賦值給指針變量 p，然后 *p 去訪問內存址 6 并修改那個地方值：int?*?p?=?6;*p?=?999;我還可以把一地址值，強賦值給一個通變量：int?a?=?1;int?b?=?&a;這時普通變量 b 里面存儲著 a 的地址，我 *b 也同樣可以訪問到 a 并修改它的值：*b?=?999;當然如果你這么寫編譯會報錯，但關系，我們以先把普通量 b 強轉為指針變量然后再 * 它：*(int?*)b?=?999;你還可以玩更花哨的， & 取地址，再 * 取值，雖然沒用：*((int?*)*(&p))?=?999;假如 a 的地址是 6 的話，其實這些花里胡的操作，最到人家 CPU 眼里，就是一條簡單指令：movl?9,?(6)就是想把 999 放在 6 號格子嘛！所以，不要指針想得多復雜和神圣它就是方便程序員編程同時告訴編器應該怎么譯成最終的令。你寫了 *p，就是把 p 的值當做內存地去訪問，在編語言層面是加了個括：p)你寫了個 &a，就是取出變量 a 的內存地址，在匯編言層面就是 lea 指令：lea?a,?xxx你如果寫了個 ***p 那就是，相當加了三次括：((p)))當然啦，以上都是方便解的偽指令具體落實到正的匯編語，我會在后的章節(jié)中講，直接從匯語言理解指，你就會發(fā)指針就是個具人而已。、寫在最后此，我們的你管這破玩叫指針 -- 基礎篇》就講完了。我從最開始的存格子出發(fā)逐漸推導出型系統和變的作用，進再引出本質和普通變量有任何區(qū)別指針變量，后再推導出針變量相關操作，帶你清了指針的質。你不要記本文的知點，重在整推導的過程要去理解指想解決的問是什么，它合理性在哪哪一部分信是給程序員編譯器看的哪一部分操最終又是真落實到 CPU 指令的，這些才是關。當然，我是給你簡單結下知識點關的部分，實簡單說，這么幾件事定義一個指：int?*?p;賦值或初始化一個針：p?=?&a;修改指針的內容：*p?=?999;指針的加減（其實到面講的數組有價值）：p?=?p?+?1;完事，就這些！最，給大家推兩個網站。個是可以將 C 語言代碼實時編譯成編代碼，你以用它來自玩指針做實，看它最終 CPU 指令層面是什樣。https://godbolt.org一個是 GNU C 手冊，里面對各種語法作用講述的常清楚，不再用搜索引搜博客了。https://www.gnu.org/software/gnu-c-manual/gnu-c-manual.html比如講類型系統的整型類型再比如講指的定義和初化：我相信文看下來，定有人想問short * p 是不是應該寫成short?*p或者short*?p自己去上面文檔里找答即可。OK，本文到這里終于要結束，在接下來進階篇里，會講述二級針、數組、數指針、字串、結構體結構體數組指針等內容雖然說是進篇，但我認，指針的本反而是進階而指針的進反而是基礎因為假如理了上述的一，下面的所指針進階玩，都可以通指針的本質及語言設計合理性，推出來，再往無非是需要時間熟練使和掌握罷了所以，理解今天的內容非常重要?