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内存
在讲内存和地址之前#xff0c;我们想有个⽣活中的案例#xff1a; 假设有⼀栋宿舍楼#xff0c;把你放在楼⾥#xff0c;楼上有100个房间#xff0c;但是房间没有编号#xff0c;你的⼀个朋友来找你玩#xff0c; 如果想找到你#xff0c;就得挨个房…内存和地址
内存
在讲内存和地址之前我们想有个⽣活中的案例 假设有⼀栋宿舍楼把你放在楼⾥楼上有100个房间但是房间没有编号你的⼀个朋友来找你玩 如果想找到你就得挨个房⼦去找这样效率很低但是我们如果根据楼层和楼层的房间的情况给每个房间编上号如
⼀楼101102103...
⼆楼201202203....
...
有了房间号如果你的朋友得到房间号就可以快速的找房间找到你。 ⽣活中每个房间有了房间号就能提⾼效率能快速的找到房间。
如果把上⾯的例⼦对照到计算中⼜是怎么样呢
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。 计算机中常⻅的单位
⼀个⽐特位可以存储⼀个2进制的位1或者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 个⼈字节空间⾥⾯能放8个⽐特位就好⽐同学们 住的⼋⼈间每个⼈是⼀个⽐特位。 每个内存单元也都有⼀个编号这个编号就相当于宿舍房间的⻔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。 ⽣活中我们把⻔牌号也叫地址在计算机中我们把内存单元的编号也称为地址。C语⾔中给地址起 了新的名字叫指针。 所以我们可以理解为
内存单元的编号 地址 指针
究竟该如何理解编址 CPU访问内存中的某个字节空间必须知道这个 字节空间在内存的什么位置⽽因为内存中字节 很多所以需要给内存进⾏编址(就如同宿舍很多需要给宿舍编号⼀样)。
计算机中的编址并不是把每个字节的地址记录下来⽽是通过硬件设计完成的。 钢琴、吉他 上⾯没有写上“都瑞咪发嗦啦”这样 的信息但演奏者照样能够准确找到每⼀个琴弦的每⼀个位置这是为何因为制造商已经在乐器硬件层⾯上设计好了并且所有的演奏者都知道。本质是⼀种约定出来的共识
硬件编址也是如此
⾸先必须理解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那么如何通信呢答案很简单⽤线连起来。 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。 不过我们今天关⼼⼀组线叫做地址总线。
我们可以简单理解32位机器有32根地址总线 每根线只有两态表⽰0,1【电脉冲有⽆】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。
指针变量和地址
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
#include stdio.h
int main()
{int a 10;return 0;
}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
0x006FFD70 0x006FFD71 0x006FFD72 0x006FFD73
那我们如何能得到a的地址呢 这⾥就得学习⼀个操作符()-取地址操作符
#include stdio.h
int main()
{int a 10;a;//取出a的地址printf(%p\n, a);return 0;
}
按照我画图的例⼦会打印处理006FFD70 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。
指针变量和解引⽤操作符*
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0x006FFD70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。
#include stdio.h
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。
如何拆解指针类型
我们看到pa的类型是 int* 我们该如何理解指针的类型呢
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。
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(*)。
#include stdio.h
int main()
{int a 100;int* pa a;*pa 0;return 0;
}
上⾯代码中第7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. 有同学肯定在想这⾥如果⽬的就是把a改成0的话写成 a 0; 不就完了为啥⾮要使⽤指针呢 其实这⾥是把a的修改交给了pa来操作这样对a的修改就多了⼀种的途径写代码就会更加灵活 后期慢慢就能理解了。
指针变量的⼤⼩
前⾯的内容我们了解到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的⼤⼩就是8个字节。
#include stdio.h
//指针变量的⼤⼩取决于地址的⼤⼩
//32位平台下地址是32个bit位即4个字节
//64位平台下地址是64个bit位即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;
} • 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。
