1,指针和数组的内存布局
同样环境下(编译和运行环境),不管定义什么类型的指针,指针变量所占用的内存大小始终是相等的。即:
[cpp]
int main(void){
int *p0 = NULL;
long int *p1 = NULL;
printf("%d %d\n",sizeof(p0),sizeof(p1));
return 0;
}
[plain]
simgrp100:/home/gni-170 >./test
8 8
如运行结果所示,在我的机器上,指针是占8个字节的。
不管数组是多少维度的,它在内存中的布局通常是一块连续的区域,数组名就是这块连续区域的首地址。在我的
系统里long int 类型和指针类型所占的字节数是一样的,为了简要说明问题,故使用long int作为数组元素类型。
[cpp]
long int a[3] = {1,2,3};
long int b[2][3] = {1,2,3,4,5,6};
数组a和b的内存布局就会类似如下(8字节对齐),
。黑色表示变量,变量可以理解为一块内存的别名,它实际上不占空间,仅仅为了程序的可读性和编译器的使用。红色表示实际的内存地址,淡蓝色表示内存中所存储的值(不管是不是地址值,对内存来说都一样,都是存的数字,所以就统一标为淡蓝色,值的类型只是对编译器有用,谁叫C 是强类型语言呢---变量在编译阶段就必须确定所占用的空间):
p
0x00002000
0x00000000
a
0x00001000
0x0000A000
0x0000A000
1
0x0000A008
2
0x0000A010
3
0x0000A018
4
b
0x00001008
0x0000B000
0x0000B000
1
0x0000B008
2
0x0000B010
3
0x0000B018
4
0x0000B020
5
0x0000B028
6 p 是一个指针变量,先不管是什么类型,几级指针,它就在那里,总是占8个字节(我的环境)。
2,用指针操作数组
从上面可知,指针变量和普通变量一样,它也是一块内存的别名。只不过这块内存的大小是根据环境固定的,不像普通的char, int , long , float变量那样,类型不同,内存块大小也不同。在接下来,得始终记住,不管何种类型以及何种维度,数组都是一块连续的内存区。
既然指针和数组别名的值都是内存的地址值(对编译器说的),那就用指针来操作数组吧,只要指针的最小偏移操作(自加 ++)等于数组元素的大小,那理论上就不会出错。
2.1,使用一级指针操作二维数组
[cpp]
void func1(void){
long int i;
long int *p;
long int b[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
p = (long int *)b; //别管类型转换(long int *), 那是给编译器检查用的,我们只看真正的逻辑部分,即p = b,将b的值赋给p。
for(i=0;i<12;i++){
printf("%d ",*p++);
}
printf("\n");
}
int main(void){
printf("invoke func1:\n");
func1();
return 0;
}
[cpp]
invoke func1:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
发现没有,用一级指针照样也能完整地读取二维数组,三维数组也有一样的效果。现分析一下内存的变化
当执行:
[cpp]
p = (long int *)b; //别管类型转换(long int *), 那是给编译器检查用的,我们只看真正的逻辑部分,即p = b,将b的值赋给p。
内存变化如下,可见p与b的值确实相等了。
b
0x00001000
0x0000B000
0x0000B000
1
0x0000B008
2
0x0000B010
3
0x0000B018
4
p
0x0000B020
5
0x00002000
0x0000B000
0x0000B028
6
执行:
[cpp]
*p++; //分成两步 *p; p++;
*p 永远表示:将p的值作为内存地址后,读取存在该内存中的值。但是p只是一块内存的首地址,并不知道要读取的值占了多少空间啊,这就要归功于(long int *)了,编译器看到这句话后去掉一个*后就可以得知:以该地址起,存的是一种long int的数据。那么就从以p值作为首地址一次性读取sizeof(long int)个字节。
[cpp]
p++ // 等效p = 0x0000B000+1*sizeof(long int)
如果p是long int **类型的呢,那么p++后是改如何变化呢?接下来看看使用二级指针操作二维数组。
2.2,用二级指针操作二维数组
[cpp]
void func2(void){
long int i;
long int b[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
long int **p;
p = (long int **)b;
for(i=0;i<12;i++){
printf("%d ",*p++);
}
printf("\n");
}
[cpp]
int main(void){
printf("invoke func2:\n");
func2();
return 0;
}
[cpp]
invoke func2:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
同一级指针一样,二级指针也能操作二维数组,而且它们的内存布局也是一样的。
当执行:
[cpp]
p = (long int **)b; //别管前面的类型转换(long int **), 那是给编译器检查用的,我们只看真正的逻辑部分,即p = b,将b的值赋给p。
内存变化如下,可见p与a的值确实相等了。
b
0x00001000
0x0000B000
0x0000B000
1
0x0000B008
2
0x0000B010
3
0x0000B018
4
p
0x0000B020
5
0x00002000
0x0000B000
0x0000B028
6
执行:
[cpp]
*p++; //分成两步 *p; p++;