结构体类型的变量名并不能直接当作地址使用,这一点和基本数据类型相同。(修改版) |
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有了前面两篇的基础,下面正式开扒变量名和内存的关系,先看一段大家很熟悉的代码: int i; scanf_s("%d", &i);int i;,在这一句就为i分配了内存(但尚未对这块内存进行初始化),所以可以通过&i直接使用这块内存。赋值就更不用说啦,i = 3;。 变量名i,是为方便编程人员使用,是这块内存的别名,指代到块内存,对编程人员i代表这块内存中存储的值(实际上是i指到这个内存,然后取值)。通常我们都是通过变量名来使用已知的内存的。 i代表取(这块内存中存储的)值,而&i代表取(这块内存的)址。程序本身是不为i这个变量名分配空间的。在最终的机器代码中,是不会出现变量名的,这一点在分析反汇编语言时可以看出(命令:dumpbin /disasm xx.obj >xx_disasm.asm可以查看反汇编语言)。那么编译器是如何处理变量名的呢,变量名会存储在符号表中,并将符号表中的索引对应到实际物理空间(地址)上去,当调用这个变量时,查找符号表就可以找到对应的地址并取值了。
上面分析的是基本数据类型(如int、char等)的变量名。C中除了变量名之外,还有函数名、常量名、指针名、数组名、结构名等。和变量名不同,这些标识符都是直接对应着地址的。基本数据类型的变量,和地址的对应关系需要取址符&才能得到地址,而其余的这些,名字本身就对应着地址。 例如char *pc = “se”;,就是将字符串常量”se”的首地址(位于静态存储区)赋值给了字符指针pc。这也就解释了为什么不需要为pc分配地址就可以为其赋值,而不会遇到类似下面代码所带来的野指针问题: int *pi; *pi = 1;int *pi句,是为pi分配空间,而不是开辟pi所指向的空间。
下面分别来看不同类型变量的变量名和内存见的关系: 先看C中的常量: C对常量是怎么处理的呢?比如上面的i = 3;中的常量3,存储常量3的地址并不是随机分配的,是在程序中的数据段中(.data?这个我也还不是很确定,希望知道的前辈们给个指导),也就是程序本身并不为3分配内存,而是直接写入指令。3是数字常量,对于字符常量和字符串常量,又分别是怎么处理的呢? 字符常量和数字常量是一样的处理方式,都是类似汇编中的立即数,直接写入指令; 而字符串常量,则是存储在静态存储区,可以使用&(“string”)取得具体地址。也就是字符串常量名字本身指代着地址,只是不能直接操作(和int i中的i相同)。
再看各种类型的变量名,c中的数据类型除常量之外大致有5种: 基本数据类型:int、float、double、char等: 对各基本数据类型的变量名及其声明时的处理方式都是一样的,声明时即分配内存,并使用变量名直接操作这段内存;使用取地址符号&取得地址的数字表示,至于声明时要不要做初始化,要看是不是全局变量或者 static变量了。 这类变量名指向一个地址空间,但不能直接当做地址使用,而是通过取址符&操作其地址。
构造数据类型:数组、结构、联合: 1) 数组 数组在声明时,即分配了空间: int a[5];一旦声明a[5],相当于有a、a[0]、a[1]、a[2]、a[3]、a[4]这6个变量名。a[i]的指代方式和普通的变量名int i相同,指到一个对应的内存空间;关键是变量名a,本身就可以做地址用。我们知道a是数组名,但a并不代表整个数组的地址,而是指向数组首元素的地址(虽然在数值上是相同的,下面会有详细解释),所以可以有 int *p = a;。那么&a又怎么解释呢?对于int i而言,i代表一个空间,&i表示i所代表的空间地址;那么&a应该也是表示a所代表的地址了,也就是整个数组的地址。 a、&a和&a[0]同代表地址,且由于数组是顺序存储,所以a、&a和&a[0]所表示的地址在数据上是相同的,但是实际的指代意义却是不同的: a是个int*类型的数据,相当于&(*a),是指向数组首元素的地址;&a指代整个数组,是个int(*)[]类型的数据,是指针数组的地址;&a[0]则是仅指代一个存储int的空间,是int*类型的数据。也就是数组名,本身可以作为地址使用,指代该结构的首元素的地址。 2) 结构 结构在声明的时候,就分配了空间。结构体和数组不同,结构体类型的变量名并不能直接当作地址使用,这一点和基本数据类型相同。需要对结构体名使用取址符&才能进行地址操作,并且取址所得到地址代表的是指向结构体的指针,只是在数据上和结构体中的首元素地址相同。 对于结构体中的各个元素,其名称的指代关系和其数据类型相同,并不因为是结构体的元素而受到影响。具体见下面代码: struct stu{ int age; char sex; char* name; int score[5];}; int main(){ int i; struct stu st1; //st1是 结构体stu类型 printf("%d/n", &st1); //&st1是 stu*类型 printf("%d/n", &st1.age); //&st1.age是 int*类型,st1.age就是个int型,名字指向地址,但不能直接作地址 printf("%d/n", &st1.sex); //&st1.sex是 char*类型,名字解析同上 printf("%d/n", &st1.name); //&st1.name是 char**类型,st1.name是char*类型 printf("%d/n", st1.score); // st1.score是个数组类型,名字代表数组中首元素的地址 return 0;}
3) 联合:联合是特殊的结构体,为节省空间,在其各元素依次存储,各元素的首地址均相对变量的基地址偏移为0,具体各变量名的分析和结构体同。
指针类型 声明一个指针类型 int *p;,则是为存储指针p分配空间,而并不会为p所指向的内存做任何动作,这就是野指针的原因。如下代码,p就是一个未指向任何已知内存的指针,为*p赋值,自然会出现错误: int *p; *p = 1;指针中,char *是个很特殊的指针。一般的指针,仅指向一个所定义类型的内存,而char *则可以指向一个字符串,之所以可以实现这个功能是字符串结尾符’/0’的存在标识了字符串的结束。如下的代码,就是将pc指向了“string”所指代的静态存储区地址。 char *pc = “string”;这就是char *pc = “string”;合法,而int *p =1;不合法的原因。因此,不管指针变量是全局的还是局部的、静态的还是非静态的,都应该在声明它的同时进行初始化,要么赋予一个有效的地址,要么赋予NULL。 另外,声明一个指针,只是在栈区为指针本身的存储分配了地址,而不限制指针所指向的内存到底是在栈区还是在堆区还是在静态存储区。这也就造成了 函数调用返回值 会因实现不同而有不同意义,是函数调用结束后返回值有效性不同的原因。详见《从字符串截取说指针和地址》
空类型 C中有void关键字,但其实C中是并没有空类型的。比如我们不能做如下定义: void a;因为C、C++是静态类型的语言,定义变量就会分配内存。然而,不同类型的变量所占内存不同,如果定义一个任意类型的变量,就无法为其分配内存。所以,C、C++中没有任意类型的变量。 但是定义void *p;是合法的,void *所定义的p表示以指针,所指向的类型未定。因为void *p;声明是为指针p分配了空间,无论指针指向什么类型,存储指针所需的空间的固定的,所以不存在因为所需空间大小而无法为p分配空间的问题。 但void *p的使用也是很受限制的,由于不知道其指向的数据类型,所以是不能对p进行自增操作的;void的主要作用有两点,一个是限制函数的返回值,一个是限制函数的参数类型;void *则常用于指针的类型转换。如下代码: int *pi; float *pf;如果想将pi指向pf所指向的内存空间,就必须进行类型转换:pi = (int *)pf;。 而如果是void *p,就不需要转换,可以直接为指针赋值。这样的直接赋值,只能是将一个已知类型的指针赋值给void *p,而不能是将void *p未加强制转换地赋值给一个已知类型的指针,如: void *p; int *pi; float *pf; p = pf; // pf = p;就是非法的,不能将 "void *" 类型的值分配到 "float *" 类型的实体 p = pi;但需要注意的是,即使进行了转换,p仍然是个void*类型的指针,不能对其进行sizeof(p)等涉及所指类型的操作,同样地p也不能直接用于具体数据类型的操作。如下面的代码中*p = 1.73; 和printf("%f", *p)都是非法的: void *p; float *pf; p = pf; *p = 1.73; //*pf = 1.73;合法 printf("%f", *p); //printf("%f", *pf); 合法这样说来,void *的意义何在呢?可以使用强制类型转换使用void *p作为中介,见下面的代码: float *pf; void *p; float f=1.6; p = (void*)&f; pf = (float*)p;这样,float *pf就指向了float f所在的地址,但注意p依然不能直接使用。这个例子,只是为我们展示了void *有这样的功能,但平常代码中很少这样无意义地转换,更多地是将void *作为函数参数,这样就可以接受任意类型的指针了,典型的如内存操作函数memcpy和memset的函数,其原型分别为: void * memcpy(void *dest, const void *src, size_t len); void * memset ( void * buffer, int c, size_t num );也可以编写自己的将void *作为函数参数的函数,由于char是C中最小长度的变量,其它任何变量的长度都是它的整数倍。可以使用char*作为中转,详见下面的函数实现: //这里差不 多是前后数反转放, 4个字节4次交换 //这里 形参=实参 void* =float* ,相反则不行. void swap(void *pvData1, void *pvData2, int iDataSize) { unsigned char *pcData1 = NULL; unsigned char *pcData2 = NULL; unsigned char ucTmp1; pcData1 = (unsigned char *)pvData1; pcData2 = (unsigned char *)pvData2; do{ ucTmp1= *pcData1; *pcData1 = *pcData2; *pcData2 = ucTmp1; pcData1++; pcData2++; } while (--iDataSize > 0); } int main() { float fa = 1.23,fb = 2.32; float *f1=&fa, *f2=&fb; int iDataSize = sizeof(float)/sizeof(char); swap(f1, f2, iDataSize); cout |
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