BSPd17(指针与数组的学习)

发布于:2023-01-04 ⋅ 阅读:(219) ⋅ 点赞:(0)

1.指针的类型

从语法的角度看,你只要把指针声明语句里的指针名字去掉,剩下的部分就是这个指针的类型。这是指针本身所具有的类型。让我们看看例一中各个指针的类型:
(1)int*ptr;//指针的类型是int*
(2)char*ptr;//指针的类型是char*
(3)int**ptr;//指针的类型是int**
(4)int(*ptr)[3];//指针的类型是int(*)[3]
(5)int*(*ptr)[4];//指针的类型是int*(*)[4]
怎么样?找出指针的类型的方法是不是很简单?

2.指针所指向的类型

当你通过指针来访问指针所指向的内存区时,指针所指向的类型决定了编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。
从语法上看,你只须把指针声明语句中的指针名字和名字左边的指针声明符*去掉,剩下的就是指针所指向的类型。例如:
(1)int*ptr; //指针所指向的类型是int
(2)char*ptr; //指针所指向的的类型是char
(3)int**ptr; //指针所指向的的类型是int*
(4)int(*ptr)[3]; //指针所指向的的类型是int()[3]
(5)int*(*ptr)[4]; //指针所指向的的类型是int*()[4]

在指针的算术运算中,指针所指向的类型有很大的作用。
指针的类型(即指针本身的类型)和指针所指向的类型是两个概念。当你对C 越来越熟悉时,你会发现,把与指针搅和在一起的"类型"这个概念分成"指针的类型"和"指针所指向的类型"两个概念,是精通指针的关键点之一。我看了不少书,发现有些写得差的书中,就把指针的这两个概念搅在一起了,所以看起书来前后矛盾,越看越糊涂。

3.指针的值----或者叫指针所指向的内存区或地址

指针的值是指针本身存储的数值,这个值将被编译器当作一个地址,而不是一个一般的数值。在32 位程序里,所有类型的指针的值都是一个32 位整数,因为32 位程序里内存地址全都是32 位长。指针所指向的内存区就是从指针的值所代表的那个内存地址开始,长度为si zeof(指针所指向的类型)的一片内存区。以后,我们说一个指针的值是XX,就相当于说该指针指向了以XX 为首地址的一片内存区域;我们说一个指针指向了某块内存区域,就相当于说该指针的值是这块内存区域的首地址。指针所指向的内存区和指针所指向的类型是两个完全不同的概念。在例一中,指针所指向的类型已经有了,但由于指针还未初始化,所以它所指向的内存区是不存在的,或者说是无意义的。
以后,每遇到一个指针,都应该问问:这个指针的类型是什么?指针指的类型是什么?该指针指向了哪里?(重点注意)

4 指针本身所占据的内存区

指针本身占了多大的内存?你只要用函数sizeof(指针的类型)测一下就知道了。在32 位平台里,指针本身占据了4 个字节的长度。指针本身占据的内存这个概念在判断一个指针表达式(后面会解释)是否是左值时很有用。

二、指针的算术运算

指针可以加上或减去一个整数。指针的这种运算的意义和通常的数值的加减运算的意义是不一样的,以单元为单位。

在上例中,指针ptr 的类型是int*,它指向的类型是int,它被初始化为指向整型变量a。接下来的第3句中,指针ptr被加了1,编译器是这样处理的:它把指针ptr 的值加上了sizeof(int),在32 位程序中,是被加上了4,因为在32 位程序中,int 占4 个字节。由于地址是用字节做单位的,故ptr 所指向的地址由原来的变量a 的地址向高地址方向增加了4 个字节。由于char 类型的长度是一个字节,所以,原来ptr 是指向数组a 的第0 号单元开始的四个字节,此时指向了数组a 中从第4 号单元开始的四个字节。我们可以用一个指针和一个循环来遍历一个数组,看例子:

三、运算符&和*

这里&是取地址运算符,*是间接运算符。
&a 的运算结果是一个指针,指针的类型是a 的类型加个*,指针所指向的类型是a 的类型,指针所指向的地址嘛,那就是a 的地址。
*p 的运算结果就五花八门了。总之*p 的结果是p 所指向的东西,这个东西有这些特点:它的类型是p 指向的类型,它所占用的地址是p所指向的地址。

四、指针表达式

一个表达式的结果如果是一个指针,那么这个表达式就叫指针表式。

五、数组和指针的关系

初学者总是分不出指针数组与数组指针的区别。其实很好理解:
指针数组:首先它是一个数组,数组的元素都是指针,数组占多少个字节由数组本身的大小决定,每一个元素都是一个指针,在32 位系统下任何类型的指针永远是占4 个字节。它是“储存指针的数组”的简称。
数组指针:首先它是一个指针,它指向一个数组。在32 位系统下任何类型的指针永远是占4 个字节,至于它指向的数组占多少字节,不知道,具体要看数组大小。它是“指向数组的指针”的简称。

下面到底哪个是数组指针,哪个是指针数组呢:
A)
int *p1[10];
B)
int (*p2)[10];
每次上课问这个问题,总有弄不清楚的。这里需要明白一个符号之间的优先级问题。

“[]”的优先级比“*”要高。p1 先与“[]”结合,构成一个数组的定义,数组名为p1,int *修饰的是数组的内容,即数组的每个元素。那现在我们清楚,这是一个数组,其包含10 个指向int 类型数据的指针,即指针数组。至于p2 就更好理解了,在这里“()”的优先级比“[]”高,“*”号和p2 构成一个指针的定义,指针变量名为p2,int 修饰的是数组的内容,即数组的每个元素。数组在这里并没有名字,是个匿名数组。那现在我们清楚p2 是一个指针,它指向一个包含10 个int 类型数据的数组,即数组指针。

六、大端序与小端序

1 字节序
字节序,也就是字节的顺序,指的是多字节的数据在内存中的存放顺序。

在几乎所有的机器上,多字节对象都被存储为连续的字节序列。

例如:如果C/C++中的一个int型变量 a 的起始地址是&a = 0x100,那么 a 的四个字节将被存储在存储器的0x100, 0x101, 0x102, 0x103位置。

不同的CPU有不同的字节序类型,最常见的有两种:

Little-Endian:将低序字节存储在起始地址(低位编址)

Big-Endian:将高序字节存储在起始地址(高位编址)

2 LE(Little-Endian)
最符合人的思维的字节序

地址低位存储值的低位,地址高位存储值的高位。

因为从人的第一观感来说,低位值小,就应该放在内存地址小的地方,也即内存地址低位。反之,高位值就应该放在内存地址大的地方,也即内存地址高位。所以说是最符合人的思维的字节序。

就好比我们从小学的计数法,个位代表的单位值最小,放在最低位,以此类推十位,百位。

优势:长度为1,2,4字节的数,排列方式都是一样的,数据类型转换非常方便。

举个例子:在内存中双字0x01020304(DWORD)和0x1234abcd的存储方式。

3 BE(Big-Endian)
最直观的字节序

地址低位存储值的高位,地址高位存储值的低位,

只需要把内存地址从左到右按照由低到高的顺序写出,也就是把值按照通常的高位到低位的顺序写出,一个字节一个字节的填充进去即可,直接阅读从低到高的地址里面的数据即可。

举个例子:在内存中双字0x01020304(DWORD)和0x1234abcd的存储方式。

4 为什么要注意字节序
如果你写的程序只在单机环境下面运行,并且不和别人的程序打交道,那么你完全可以忽略字节序的存在。

但是,如果你的程序要跟别人的程序产生交互呢? 比如,当一个 C/C++ 的程序要与一个 Java 程序交互时:

C/C++语言编写的程序里数据存储顺序是跟编译平台所在的CPU相关的,而现在比较普遍的 x86 处理器是 Little Endian
JAVA编写的程序则唯一采用 Big Endian 方式来存储数据
试想,如果你的C/C++程序将变量 a = 0x12345678 的首地址传递给了Java程序,由于Java采取 Big Endian 方式存储数据,很自然的它会将你的数据翻译为 0x78563412。显然,问题就出现了!!!

另外,网络传输一般采用 Big Endian,也被称之为网络字节序,或网络序。当两台采用不同字节序的主机通信时,在发送数据之前都必须经过字节序的转换成为网络字节序后再进行传输。
 

 5、判断大端序还是小端序的方式

 可以使用char类型取出int类型的字节,令int类型的i为1,然后判断取值结果,如果结果为1,那么说明为小端序,为0则说明为大端序。

 

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