1.内存和地址
1.1内存
1.1.1内存的使用和管理
（1）内存划分为一个个的内存单元，每个内存单元的大小是1个字节，一个内存单元可以存放8个bit。
（2）每个内存单元有一个编号，内存单元的编号在计算机中也叫地址，C语言中称为指针
内存单元的编号 == 地址 == 指针
1.2编址
CPU访问内存中的某个字节空间，必须要知道内存单元的位置（给内存单元编号），地址信息被下达给内存，在内存上就可以找到该地址的对应数据，将数据通过数据总线传入CPU内寄存器
地址总线：传递信息，通过该信息定位内存单元
2.指针变量和地址
2.1变量创建的本质
int a = 20;
//变量创建的本质是在内存中申请空间
//向内存申请4个字节的空间，用来存放20这个数值
//这4个字节每个字节都有编号（地址）
//变量的名字是给程序员看的，编译器是通过地址找内存单元
2.2取地址操作符（&）
int a = 20;
//&a, &--取地址操作符，拿到变量a的地址
printf("%p\n", &a);
int* pa = &a;//pa是一个变量，用来存放地址（指针），pa叫指针变量
理解int* pa = &a;
pa的类型是int*
pa是指针变量的名字
* 表示pa是指针变量
int表示pa指向的变量a的类型是int
2.3解引用操作符（*）
int a = 20;
int* pa = &a;
*pa = 300;//*--解引用操作符（间接访问操作符）
printf("%d\n", a);
2.4指针变量大小
指针变量用来存放地址。
一个32位机器，有32根地址总线，每根地址总线传递一个信号，32根地址总线产生32bit的地址，需要4字节存放。
一个64位机器，有64根地址总线，每根地址总线传递一个信号，64根地址总线产生64bit的地址，需要8字节存放。
指针变量的大小只与机器的位长有关，与本身类型无关。
理解：一个char类型的地址是地址，同时一个int类型的地址同样也是地址，char*, int* 取地址时取的都是地址，所以与类型无关（通俗理解：苹果是水果，香蕉也是水果，当不论是拿苹果还是香蕉时都是拿的水果）
3.指针变量类型的意义
3.1指针的解引用
指针的类型决定了对指针解引用权限有多大。
如：char* 解引用能访问1个字节，int* 解引用能访问4个字节
3.2指针+-整数
指针类型决定了指针向前或向后一步走多远（距离）
如：一个char* 跳过1个字节，一个int* 跳过4个字节
理解：int* pa; pa + 1——> + 1 * sizeof(int)
pa + n——> + n * sizeof(int)
int a = 10;
int* pa = &a;
char* pb = &a;
printf("a = %p\n", &a);
printf("pa = %p\n", pa);
printf("pb = %p\n", pb);
printf("a + 1 = %p\n", &a + 1);
printf("pa + 1 = %p\n", pa + 1);
printf("pb + 1 = %p\n", pb + 1);
3.3void* 指针
无具体类型的指针（泛型指针），可以用来接收任何类型的地址，但是不能直接进行解引用操作和指针的加减整数操作。即：可接收不同类型地址但不能进行指针运算
void* 一般在函数参数的部分使用，用来接收不同数据类型的地址。使得一个函数能够处理多种类型数据。
4.const修饰指针
4.1const修饰变量
const修饰变量的时候叫：常变量。这个被修改的变量本质上还是变量，只是不能被修改
当使用指针变量可以对其const修饰的变量进行修改（门被关起来了，从窗户跳进去）
const int n = 20;
int* p = &n;
*p = 200;
4.2const修饰指针变量
4.2.1.const位于*左边
const放在*左边，限制的是指针指向的内容，即，不能通过指针变量来修改它所指向的内容
但是指针变量本身可以被修改
4.2.2.const位于*右边
const放在*右边，限制的是指针变量本身，即，指针不能改变它的指向
但是可以通过指针变量修改它所指向的内容
4.2.3.const位于*左右两侧
此时指针指向的内容和指针变量本身都不能被修改
注：关于指针p有3个相关的值
1.p，p里面存放着一个地址
2.*p，p指向的那个对象
3.&p，表示的是p变量的地址
5.指针运算
5.1指针+-整数
1.指针类型决定了指针+1的步长
2.数组在内存中是连续存放
//顺序打印数组
int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int sz = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
int* p = &a[0];
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
printf("%d ", *p);
p++;
//printf("%d ", *(p + i));
}
//逆序打印数组
int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int sz = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
int* p = &a[sz - 1];
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
//printf("%d ", *p);
//p--;
printf("%d ", *(p - i));
}
5.2指针-指针
指针-指针的绝对值是指针之间元素的个数
指针-指针，计算的前提条件是两个指针指向的是同一个空间
int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
printf("%d\n", &a[9] - &a[0]);
printf("%d\n", &a[0] - &a[9]);
实例：写一个函数，求字符串长度
1.通过strlen函数求字符串长度
#include <string.h>
char ch[] = "abcdef";
size_t len = strlen(ch);
printf("%zd\n", len);
2.写一个函数，模拟strlen函数实现求字符串长度
方法1：（指针+-整数操作）
size_t my_strlen(char* p)
{
int count = 0;
while (*p != '\0') //while(*p)
{
count++;
p++;
}
return count;
}
int main()
{
char ch[] = "abcdef";
size_t len = my_strlen(ch); //数组名其实是数组首元素的地址 ch==&ch[0]
printf("%zd\n", len);
return 0;
}方法2：（指针-指针操作）
size_t my_strlen(char* p)
{
char* start = p;
char* end = p;
while (*end != '\0') //while(*end)
{
end++;
}
return end - start;
}
int main()
{
char ch[] = "abcdef";
size_t len = my_strlen(ch); //数组名其实是数组首元素的地址 ch==&ch[0]
printf("%zd\n", len);
return 0;
}
5.3指针的关系运算
当一个指针指向一个数组时，指针向后移动，指针指向的地址由小变大
int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int sz = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
int* p = a;
//while(p < a + sz)
while (p < &a[sz]) //指针的大小比较
{
printf("%d ", *p);
p++;
}
6.野指针
指针指向的位置不可知（随机、不正确、无明确限制）
6.1野指针的成因
（1）指针未初始化
一个局部变量的值不初始化，值是随机的
如果将p中存放的值当作地址，解引用操作符会形成非法访问
int* p; //指针未初始化
*p = 10;
（2）指针越界
注：数组下标是从0开始的，不要越界
（3）将指针指向的空间释放
局部变量进函数创建，出函数销毁，当它出函数时，内存空间归还给操作系统
int* test()
{
int n = 10;
return &n;
}
int main()
{
int* p = test();
printf("%d\n", *p);
return 0;
}6.2如何规避野指针
（1）指针初始化
如果明确知道指向哪里就直接赋值地址，不知道指向哪里赋值NULL，NULL是C语言中的标识符常量，值为0，0也是地址，这个地址无法使用，读写该地址会报错。
int a = 10;
int* p = &a; //直接复制地址
int* s = NULL; //赋值NULL
*s = 100; //error（2）指针越界
一个程序申请了多少内存空间，指针也只能访问这些空间，超出范围访问就是指针越界。
（3）指针变量不再使用，及时置NULL，使用前检查有效性
只要指针是NULL就不进行访问，指针在使用之前先进行判空再进行解引用操作。
int a = 20;
int* p = &a;
if(*p != NULL) //判空
{
*p = 200;
}（4）避免返回局部变量的地址
不要返回局部变量的地址
7.assert断言
assert.h头文件定义了宏assert(),用于在运行确保程序符合指定条件，如果不符合就会报错终止运行，这个宏叫做断言。
assert()接收一个表达式作为参数，如果表达式为真，不会产生任何作用，程序继续运行，如果表达式为假，assert()会报错，在标准错误流stderr（屏幕上）写入一条错误信息，显示没通过的表达式，以及包含这个表达式的文件名和行号。
优点：（1）自动识别文件和出错的行号
（2）无需更改代码就能开启或关闭assert()机制
（3）如果不需要使用时，在头文件定义宏NDEBUG
#define NDEBUG
#include <assert.h>
assert(*p != NULL);缺点：增加了运行时间
注：在VS的Release版本中会优化掉assert（），即不会起作用
8.指针的调用
8.1传值调用和传址调用
8.1.1传值调用
传值调用就是在函数使用时，把变量本身的值直接传递给函数。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，此时对形参的修改不会影响对实参的改变。
//传值调用(不能实现变量数值的交换）
void swap1(int x, int y)
{
int z = 0;
z = x;
x = y;
y = z;
}
int main()
{
int a = 0;
int b = 0;
scanf("%d %d", &a, &b);
printf("交换前：a = %d b = %d\n", a, b);
swap1(a, b); //传值调用
printf("交换后：a = %d b = %d\n", a, b);
return 0;
}
8.1.2传址调用
能建立函数和主调函数之间的联系，可以在函数内部修改主调函数的变量，从而使主调函数中的变量发生改变。
void swap1(int* pa, int* pb)
{
int z = 0;
z = *pa;
*pa = *pb;
*pb = z;
}
int main()
{
int a = 0;
int b = 0;
scanf("%d %d", &a, &b);
printf("交换前：a = %d b = %d\n", a, b);
swap1(&a, &b); //传址调用
printf("交换后：a = %d b = %d\n", a, b);
return 0;
}
注：如果只是需要主调函数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。
未完待续……
