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十三、指针
1.内存
要理解指针，我们首先要理解内存，那什么是内存呢？内存是计算机上的一种存储空间，我们的电脑中常见的由8G/16G内存，程序在运行的时候会载入内存，程序如果有数据需要存储也会申请内存空间。那么如何有效的使用内存呢？
在生活中，我们有很多的空间，很多的楼，为了方便我们使用这些空间，我们会对其进行编号，比如西安邮电大学长思四101，102，103等等。这就是一种一个门牌号对应一个房间的关系，有了这些门牌号，我们可以很方便的找到对应的空间。
而我们计算机也是采用了这一种方式，我们假设内存是一个大长方形，然后我们对其进行等分，如下图所示（笔者画图水平不高，还望包涵）
?然后我们将每一个小格子称作内存单元，我们可以对每一个内存单元进行编号，如下图所示，这样未来在我们可以通过编号很快的找到我们的每一个内存单元
中间的每一个格子叫做内存单元，实践中，每一个内存单元的大小是一个字节，我们将右边的称作内存单元编号
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?由于在现实生活中我们将西安邮电大学a栋教学楼a101也叫做地址，通过这些地址可以找到所需要的空间，事实上我们也将内存单元编号称作地址，而在c语言中我们也将地址叫做指针。
?那我们又有了一个新问题，如果访问一个内存单元，那内存单元的地址（指针）该如何产生呢？
我们的电脑机器常见的就是32位，64位（这里的位指的是比特位）。当然，现在主流的都是64位机器，但是我们为了能形象一点，我们这里以32位机器为例子
我们的32位机器，有32根地址线，就是我们物理中的哪些电线，地址线如果通电，那我们就会有电信号，就会有高电平，低电平。转换成数字信号就是1和0（如果大家想了解数字逻辑电路，数字信号等相关知识的话，可以在评论区留言，有时间可以出一些博客来讲解一下这些内容），也就是我们的二进制0和1。
那如果32根地址线全部通电呢？这样就会产生32位二进制序列，如下图所示，而这些二进制序列恰好对应于上面的每一个内存编号，因为二进制与上面的十进制的内存编号是可以互相转换的，这在进制转换这篇外传中已经详细讲过了。
?因此，我们将这些二进制序列与内存编号一一对应得到如下
?这样的话，每一个由32根地址线决定的二进制序列就可以管理我们的内存，而这些二进制序列就称作我们这每一个内存单元的地址。
而且我们这32根地址线最多产生，2的32次方个地址，每一个地址对应一个内存单元，而每一个内存单元是一个字节的大小，也就是说，最多可以管理2的32次方个字节的内存大小。
2的32次方字节内存大小我们换算一下
1KB=2的10次方字节
1MB=2的十次方KB
1GB=2的十次方MB
因此2的32次方字节等于4GB
也就是说32位机器最多拥有4GB内存，这也就是为什么我们以前最常见到的内存是4GB的一个原因。这是由于硬件所决定的最大内存
而我们现在随着硬件设施的发展，现在已经拥有64位机器，这样我们最多可以控制4*2的32次方个GB，这已经是相当大了。当然我们日常中最常见到的就是8GB/16GB了
经过上面的讲解，相信大家已经较为深刻的理解内存了，内存单元编号就是我们的地址也就是c语言中的指针。通过内存单元编号，也就是指针可以去找到我们这个内存里的数据。这叫做访问，通过一个指针去访问。
我们看下面一段代码
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 5;//向内存申请四个字节的空间
printf("%d", sizeof(a));
return 0;
}?不难得知结果是4，也就是a向内存申请了四个字节的空间，如下图所示，假设橙色区域即为a所申请的四个字节空间。
?在这里我们有个习惯，因为使用32个二进制位（也就是比特位）表示内存单元的编号，太过于冗杂，由于四位二进制数等于一位十六进制数，于是我们采用十六进制数来表示内存，这样我们就只需要八个数字即可清晰的表示出地址，也就是我们c语言中的指针。
这里有一点需要注意，我们c语言中的十六进制数需要加上前缀0x，八进制数加上前缀0。
我们打印一下a的地址
这段代码需要注意的是，&a的意思是取出a的地址，%p是打印地址的意思。可以跟%d是打印整型类比。
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 5;//向内存申请四个字节的空间
printf("%p", &a);
return 0;
}运行后，我们会发现，只打印出来了一个地址，可是，我们的a占了四个字节啊，也就是四个内存单元，应该占据了四个地址，那我们这个地址是这四个地址中的哪一个呢？
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注：有的人打印出来的地址和我这个不太一样，他们的不只是8个十六进制数，而是16个十六进制数，这其实是因为你们的编译器目前是64位环境下，而我的编译器是32位环境。下面给出如何将编译器切换成32位环境下的方法。
?我们的visual stido环境下，那里有一个x86和x64的选项，其中x64是64位环境，x86是32位环境，想要切换环境，直接选择即可。而且当你运行完毕以后你可能会发现，每次打印出来的a的地址都不一样，这是正常的，每次编译后，编译器都会重新为其分配地址。
想要直到到底占用了哪一个地址，我们调试打开内存窗口，按住crtl +fn+f10（有的电脑直接ctrl+f10），然后点击调试，点击窗口，点击内存，内存1，2，3，4随便选择一个即可。
我们选择内存1，先将下面改成4
?变成如图所示
这是a的地址，0x0093FCE8，当然这个显示是四个字节中a的地址，但是我们此时已经得知a的地址了。
然后我们将列改为1
?我们发现有四个地址，其中最小的那个地址刚好就是a的地址
于是我们得出结论，a的地址为它所占的几个内存单元中最小的地址，也就是第一个字节的地址，这是一个很重要的结论。
用图片来表示即为
?a的地址为对应内存单元最小的一个，也就是第一个字节的地址
那么现在我们讲了这么多的内容，那么指针怎么用呢？先阅读下面一段代码，我们来讲解一下
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 5;//向内存申请四个字节的空间
int* pa = &a;
printf("%p", pa);
printf("%p", &a);
return 0;
}??????? 这段代码中，我们创建了a，并申请了四个字节的空间，然后我们使用一个变量pa来存放a的地址，这个变量pa就叫做指针，pa因为也是一个变量，所以我们习惯上叫它为指针变量。pa前面的那颗*表示pa是一个指针，而前面的int代表着pa这个指针（地址）指向的是一个int类型，所以合起来pa的类型我们称作int*，也就是所谓的指针类型。
?这段代码运行结果为上图所示，也就是说&a，和pa其实是一回事。
那么我们使用指针变量可不仅仅只是记录一下a的地址什么的，我们是需要通过这个地址来改变它里面的数据。这才是指针的用处。
#include<stdio.h>
int main()
{
int a = 5;//向内存申请四个字节的空间
int* pa = &a;
*pa = 20;
printf("%d\n",a);
return 0;
}如图所示，这个*pa中，*的意思是解引用，也就是说这个操作可以使我们通过pa这个地址找到a的值。然后我们对其赋值，从而篡改了a的值，此时a的值已经变成了20
2.指针变量的大小
我们运行一下下面这段代码
#include<stdio.h>
int main()
{
int* a;
char* b;
printf("%d\n", sizeof(a));
printf("%d\n", sizeof(b));
return 0;
}32位机器下结果应该是两个4，64位机器结果是两个8
可见指针变量的大小与其所指向类型无关，只与机器是多少位有关系。
为什么会产生这种情况？
因为指针变量存放的是一些比特位
32位环境下，一共有32个比特位，也就是4个字节。
64位环境下，一共有64个比特位，也就是8个字节
十四、结构体
在c语言中我们已经见过许多的类型了，有int,char,short,long,long long ,double ,float等等这些都是c语言中的内置类型。除此之外，我们c语言中还有一种类型是自定义类型，自定义类型分为三种，结构体，联合体，枚举。这三种类型之中，我们已经初步了解过枚举类型了，那么我们现在来了解一下结构体。
当我们在描述一个人的时候需要描述它的身高，体重，姓名性别，年龄等等。当我们需要了解一本书的时候，需要描述它的书名，作者，出版社，定价等。这些都是一种比较复杂的类型。这时候就需要结构体了。
结构体的关键词是struct，那这个该怎么用呢？我们定义一个学生类型
struct Stu
{
char namr[20];
char sex[5];
int age;
};我们使用一下这个结构体
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
struct Stu
{
char name[20];
char sex[5];
int age;
};
int main()
{
struct Stu s = { "zhangsan","男",18 };
struct Stu s2 = { "如花","女",20 };
printf("%s\n", s2.name);
printf("%s\n", s2.sex);
printf("%d\n", s2.age);
return 0;
}?在main函数中，我们定义两个结构体变量，然后对其初始化，最后打印出来。值得注意的是这个.操作符，是通过结构体变量来找到成员的。
结构体变量.成员名
除此以外我们还可以采用函数的方式来打印结构体，具体代码实现如下
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
struct Stu
{
char name[20];
char sex[5];
int age;
};
void Printf(struct Stu* ps) {
printf("%s %s %d\n", (*ps).name, (*ps).sex, (*ps).age);
printf("%s %s %d\n", ps->name, ps->sex, ps->age);
}
int main()
{
struct Stu s = { "zhangsan","男",18 };
struct Stu s2 = { "如花","女",20 };
Printf(&s);
/*printf("%s\n", s2.name);
printf("%s\n", s2.sex);
printf("%d\n", s2.age);*/
return 0;
}运行结果如下
?这里有两种打印方式，一种是将结构体指针解引用后使用.操作符。
另外一种是使用->操作符。也就是结构体指针->结构体成员。
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总结
本节我们讲解了指针与结构体。我们需要对指针有一个深刻的理解。
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