1.内存和地址

1.内存
我们知道计算上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，那我们买电脑的时候，电脑上内存是8GB/16GB/32GB等，那这些内存空间如何高效的管理呢？
其实也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。
计算机中常见的单位（补充）：
一个比特位可以存储⼀个2进制的位1或者0

bit - ⽐特位
Byte - 字节
KB
MB
GB
TB
PB

1Byte = 8bit
1KB = 1024Byte
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB
1PB = 1024TB

⼀个字节空间里面能放8个比特位
内存单元的编号 == 地址 == 指针
编址：CPU和内存之间有⼀组线，叫做地址总线

2.指针变量和地址

2.1取地址操作符（&）

理解了内存和地址的关系，我们再回到C语⾔，在C语⾔中创建变量其实就是向内存申请空间，比如

比如，上述的代码就是创建了整型变量a，内存中申请4个字节，⽤于存放整数10，其中每个字节都有地址，上图中4个字节的地址分别是

结论：&a取出的是a所占4个字节中地址较小的字节的地址。

2.2指针变量和将引用操作符

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

2.3解引用操作符

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，这里使用的⼀个操作符叫解引用操作符(*)

#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 100;
    int* pa = &a;
    *pa = 0;
    return 0;
}

上⾯代码中第6⾏就使⽤了解引⽤操作符， *pa 的意思就是通过pa中存放的地址，找到指向的空间，pa其实就是a变量了；所以pa = 0，这个操作符是把a改成了0.

2.4指针变量的大小

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。

3.指针变量类型的意义

3.1指针变量类型

结论：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）。⽐如： 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。
指针的类型决定了指针向前或者向后⾛⼀步有多⼤（距离）

3.2void*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

⼀般 void* 类型的指针是使⽤在函数参数的部分，⽤来接收不同类型数据的地址，这样的设计可以
实现泛型编程的效果。使得⼀个函数来处理多种类型的数据，

4.const修饰指针

const * p，修饰的是指针指向的内容(限制p)，保证指针指向的内容不能改变。但是指针变量本⾝可以改变，可以指向别的变量地址。
• * const p，修饰的是指针变量本⾝（p），p中的地址不能改变，只能是某一个变量的地址，但是p 所指向的内容可以改，改变值

5.指针运算

指针的基本运算有三种，分别是：
• 指针± 整数
• 指针-指针
• 指针的关系运算

5.1 指针± 整数

因为数组在内存中是连续存放的，只要知道第⼀个元素的地址，顺藤摸⽠就能找到后⾯的所有元素

#include <stdio.h>
//指针+- 整数 
int main()
{
    int arr[10] = {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));//p+i 这⾥就是指针+整数 
    }
    return 0;
}

5.2指针-指针

指针-指针的绝对值是指针和指针之间元素的个数，前提条件是指向同一块空间
一定注意

charp=chars;
char **p=&s;(s为指针)

//指针-指针 
#include <stdio.h>
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;
}

5

3.指针的关系运算

//指针的关系运算 
#include <stdio.h>
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) //指针的⼤⼩⽐较 
    {
        printf("%d ", *p);
        p++;
    }
    return 0;
}

(p<arr+sz) 等价&arr[sz]

6.野指针

概念：野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的）

6.1指针未初始化

#include <stdio.h>
int main()
{ 
    int *p;//局部变量指针未初始化，默认为随机值 
    *p = 20;
    return 0;
}

6.2指针越界访问

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    int *p = &arr[0];
    int i = 0;
    for(i=0; i<=11; i++)
    {
        //当指针指向的范围超出数组arr的范围时，p就是野指针 
        *(p++) = i;
    }
    return 0;
}

6.3指针指向的空间释放

#include <stdio.h>
int* test()
{
    int n = 100;
    return &n;//函数栈帧使用完销毁
}
int main()
{
    int*p = test();//但p还能找到这块空间
    printf("%d\n", *p);
    return 0;
}

如何避免野指针
1.指针初始化
2.指针变量不再使⽤时，及时置NULL，指针使⽤之前检查有效性

7.assert断言

assert.h 头⽂件定义了宏== assert()== ，⽤于在运⾏时确保程序符合指定条件，如果不符合，就报错终⽌运⾏。这个宏常常被称为“断⾔”

8.指针的使用和传值调用

8.1srtlen的模拟实现

库函数strlen的功能是求字符串⻓度，统计的是字符串中 \0 之前的字符的个数。

size_t strlen ( const char * str );

参数str接收⼀个字符串的起始地址，然后开始统计字符串中 \0 之前的字符个数，最终返回⻓度。

int my_strlen(const char * str)
{
 	int count = 0;
 	assert(str);
	 while(*str)
	{
	 	count++;
 		str++;
 	}
	return count;
}
int main()
{
 	int len = my_strlen("abcdef");
	 printf("%d\n", len);
	return 0;
}
注：为了编译器不警告，int=size_t  这是返回值类型

8.2传值调用和传址调用

传值调用 实参传递给形参的时候，形参会单独创建⼀份临时空间来接收实参，对形参的修改不影响实
参
传址调⽤传址调⽤，可以让函数和主调函数之间建⽴真正的联系，在函数内部可以修改主调函数中的变量；所以未来函数中只是需要主调函数中的变量值来实现计算，就可以采⽤传值调⽤。如果函数内部要修改主调函数中的变量的值，就需要传址调⽤

#include <stdio.h>
void Swap2(int*px, int*py)
{
    int tmp = 0;
    tmp = *px;
    *px = *py;
    *py = tmp;
}
int main()
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    scanf("%d %d", &a, &b);
    printf("交换前：a=%d b=%d\n", a, b);
    Swap2(&a, &b);
    printf("交换后：a=%d b=%d\n", a, b);
    return 0;
}