补充C语言04：指针和数组

指针是怎么来的

• 计算机只认识二进制，
• 32位机器，有32根地址线，而一根地址线又用无线电信号01来表示，也就相当于开闭
• 所谓的编程(地址)体现在地址总线的排列组合上
• 2^32个地址*1字节 = 2^10*2^10*2^10 *2^2 = 4GB 

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补充：有了指针(地址)会大大的提高效率，不存在指针(地址)的话， 只能一个一个的遍历

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如何理解指针和指针变量

1. 指针就是地址，地址也是数据
2. 指针变量本质是变量，里面保存的是地址(指针)值
3. 指针变量：空间(左值)+内容(右值：地址)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	int* p = NULL;
	p = (int*)0x1234;
	int* q = p;
	return 0;
}

• 第一个p使用的是变量p的空间
• 第二个p使用的是变量p的内容,也就是0x1234,此时指针==指针变量！！

那么对指针变量进行解引用，使用的是左值，还是右值？

•  通过实验发现对控制针进行解引用，会发生访问冲突，
• 0x1234如果是赋给p指针变量的空间的话，是不会报错的，所以推断出0x1234是赋给p指针变量的内容，

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结论：对指针变量进行解引用，使用的是指针变量的右值(内容)

补充： 对指针进行解引用，代表指针所指向的目标

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变量的地址

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include
int main()
{
	int a = 10;
	printf("%p", &a);
	return 0;
}

• 感兴趣的可以试试，只要不是用很老的编译器，你会发现每次打印出来的地址都不一样
• 那个东西叫栈随机化技术，是为了提高安全性

编译器bug

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
int main() 
{ 
	int* p = NULL; 
	p = (int*)&p; 
	*p = 10; 
	p = 20; 
	return 0; 
}

• 这是一段有趣的代码，这里的p是自己指向自己
• 我这里不好复现，感兴趣的话可以自己试试，
• 注意：要用老的编译器

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 补充：对指针加1，就是加上其指向类型的大小

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数组的内存布局

• 局部变量都是在栈区上面的，而栈区的使用习惯是先使用高地址再使用低地址
• 而a先定义意味着，a先开辟空间，那么a就先入栈，所以a的地址最高
• 数组是线性且连续的，所以地址也是依次递增的
• 在开辟空间的角度，不应该把数组认为成一个个独立的元素，要整体开辟，整体释放

数组传参

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
void show(int pr[])
{
	int i = 0;
	for (i = 0;i < 10;i++){
		printf("%d ", *(pr + i));
		//printf("%d ",pr[i]);
	}
}
int main() 
{ 
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int i = 0;
	show(arr);
	return 0; 
}

•  所有的数组，传参都会发生降维，都会降维成指向内部元素类型的指针！
• 如果不降维成指针，就会发生数组拷贝，函数的调用效率也会降低

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补充：在C语言中，任何函数的调用，只要有形参实例化，就必然会形成临时拷贝！！！

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指针和数组访问元素的相似性

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
void show(int* pr)
{
	int i = 0;
	for (i = 0;i < 10;i++){
		printf("%d ", *(pr + i));
		//printf("%d ",pr[i]);
	}
	printf("\n");
}
int main() 
{ 
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int i = 0;
	show(arr);
	for (i = 0;i < 10;i++) {
		printf("%d ", arr[i]);
		//printf("%d ", *(arr + i));
	}
	return 0; 
}

• 首先数组和指针肯定是不一样的，只是他们都可以用*和[ ]进行访问，但是寻址方案是完全不一样的

那么C语言为什么要这样设计呢 

• 如果数组和指针的访问元素的方式不一样，那么对于一个程序员来说，他就需要不断的在不同的代码片段处，进行习惯的切换
• 所以干脆，C将指针和数组的访问方式打通，让程序员在函数内，也好像使用数组那样进行元素访问，本质值减少了编程难度！

奇怪的数组定义

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
int main()
{
	int a = 0;
	float b = 0.0f;
	int arr[10] = { 0 };
	//int [10] arr = { 0 };
	return 0;
}

• 在C语言中像int a = 0;float b = 0.0f，都是类型在左，变量名在右，
• 为什么不能这样定义呢，int [10] arr = { 0 };

另外的一种写法

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
typedef int* p1_t[10];
typedef int(*p2_t)[5];
int main()
{
	p1_t x;
	p2_t y;
	return 0;
}

数组里的元素是数组类型的一部分吗？

•  实验表明：数组里的元素是数组类型的一部分

经典题

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include 
int main()
{
	int a[4] = { 1,2,3,4 };
	int* ptr1 = (int*)(&a + 1);
	int* ptr2 = (int*)((int)a + 1);
	printf("%x,%x\n", ptr1[-1], *ptr2);
	return 0;
}

 

•  当前大多数机器都是采用小端存储，
• 存的时候使用小端存，那取的时候自然也要用小端取，

 多维数组如何画图

•  所有的数组都可以当成"一维数组"，多维数组就相当于一维数组不停的套娃