[C++知识库]嵌入式 C 语言-2

指针

计算机里的数据存放在内存中，所谓的内存，可以理解为一个一个的小格子，类似超市的那种储物柜。里面只能存放 0 和 1，虽然说是计算机只能看懂 0 和 1，其实计算机连 0 和 1 都看不懂，只能知道高低电平，于是人们把低电平抽象为 0，高电平抽象为 1。这也就是所谓计算机只能读懂二进制的原因了。

那么这和指针又有什么关系呢？既然数据存放在内存里（外部存储器另说），那么总有一个能够操纵内存来达到操纵数据的东西吧？这个东西就是指针。

指针，顾名思义，“指向一个地方的针”。其实我个人认为这就已经说明了两件事：

1. 指针能够找到它所指向的地方
2. 指针自己本身也是占位置的

其实这几条也是最核心的，我们可以把指针理解为 Windows 系统的快捷方式，如果了解快捷方式你应该知道，快捷方式并不是文件本身，甚至连图标都不是，它只是 “指向” 这个文件的文件路径。如果你双击这个快捷方式，它就会找到这个路径然后运行或者打开这个它所指向的文件。

快捷方式可以找到它所指向的地方，然后它本身也是占一定的存储空间的。这不就是指针的概念吗？所以，指针就可以理解为快捷方式。

比如，

int Game = 0;
int *Steam = &Game;
*Steam = 1;

我 int *Steam = &Game ，这个意思就是我找到 Game 这个变量的内存地址然后把这个内存地址原封不动的给到 Steam 这个变量，于是 Steam 变量里存放的就是 Game 变量的地址了，而 int * 则可以认为是“声明一个整形指针变量”。然后如果要操纵 Game 里的数据就使用 *Steam = 1，这就是说我把 Game 里的数据已经改成了 1 了，* 符号叫“解引用符”，就理解为双击了快捷方式就行了，双击快捷方式不就是打开这个文件吗，道理是一样的。如果按照上面说的储物柜的例子来说，那这两行代码意思就是说，我打开了一个柜子，然后在里面放了一个 0，并且给它取名叫 Game（int Game = 0），然后我把柜子的位置记在一个叫 Steam 小纸条上（int *Steam = &Game;），然后我按照小纸条上的位置的指引，找到了柜子，并用万能钥匙（*）打开了柜子，把里面的 0 换成了 1（*Steam = 1;）。虽然这个例子也有很多漏洞，但我感觉已经比较具象了。

结构体指针

前面说过，指针存放的是内存地址，其实数组也不过是一连串的数据连续的存放在内存里，但是我们取地址的时候，C 语言只会给我们返回数组的首地址，顺着这个首地址，再根据指针的类型就可往后读取一整串数据了。其实所谓的结构体也一样的，可以理解为升级版的数据，定义一个结构体指针指向这个实例化的结构体，这个指针指向的就是这个结构体对象的第一个数据，剩下的操作也就差不多了。

常见的预编译和条件编译指令：

#define           定义一个预处理宏
#undef            取消宏的定义
#if               编译预处理中的条件命令，相当于C语法中的if语句
#ifdef            判断某个宏是否被定义，若已定义，执行随后的语句
#ifndef           与#ifdef相反，判断某个宏是否未被定义
#elif             若#if, #ifdef, #ifndef或前面的#elif条件不满足，则执行#elif之后的语句，相当于C语法中的else-if
#else             与#if, #ifdef, #ifndef对应, 若这些条件不满足，则执行#else之后的语句，相当于C语法中的else
#endif            #if, #ifdef, #ifndef这些条件命令的结束标志.
defined         　与#if, #elif配合使用，判断某个宏是否被定义

内存操作函数

内存操作函数就是一些能操作计算机内存的C语言内置函数
C语言内存分配几种方式:

1. 从静态存储区域分配

   这种方式主要是系统用于自动分配给全局变量、static变量内存资源的. 它们在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在.

2. 在栈上分配

   这种方式主要是用于系统自动分配给函数内部的局部变量的，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放.栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限.

3. 从堆上分配，亦称动态内存分配.

   程序在运行的时候用malloc类或new申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free或delete释放内存.动态内存的生存期由用户决定，使用非常灵活，但问题也最多。

1. 动态分配内存函数

malloc（）函数,calloc（）函数和free（）函数

• malloc()

  malloc（）函数用来内存分配，如果分配成功则返回指向被分配内存的指针(此存储区中的初始值不确定)，否则返回空指针NULL。对于malloc（）函数所对应的就是free（）函数，你所开辟的内存，后来当然需要释放。注意malloc（）函数是在堆上进行操作的。

void *malloc(size_t size);

• free()

  用来把在前面分配出去的内存进行回收，以备后备之需。

void free(void *pointer);

• alloc()

  也用于分配内存，它主要是要把分配的内存会初始化为0。

void *calloc（size_t num_elements,size_t element_size）;

• realloc()

  用于修改一个原先已经分配好的内存块的大小。使用这个函数，可以进行内存的扩大和缩小。

2. 操作内存函数

memset（），函数 memcpy（）函数 和 memmove（）函数

• memset()

可以将一段内存空间全部设置为特定的值，所以经常用来初始化字符数组。

void *memset(void *a, int ch, size_t length);