指针的详解与应用

指针

指针(poiner)是c语言的重要知识点，其使用灵活，功能强大，是c语言的灵魂。

指针与底层硬件联系紧密，使用指针可以操作数据的地址，实现数据的间接访问。

1. 计算机的存储机制

int a = 0x12345678

因为一个地址下面只能放一个字节的数据，a超过了一个字节，就会拆分掉去存放，现在大多数的计算机的存储方式都是小端存储，意思就是说拆出来的最低的俩位，0x78，放在地址的开头，然后从这个地址往下，依次存放剩下的0x56,0x34……

（每个十六进制占0.5个字节，0x00表示一个字节）

2. 定义指针

• 指针即指针变量，本身也是一种变量。用于存放其他数据单元（变量/数组/结构体/函数等）的首地址。若指针存放了某个数据单元的首地址，则这个指针指向了这个数据单元，若指针存放的值是0，则这个指针是空指针。

定义语法：

数据类型 * 指针变量名称 = 被指向的变量名称;

不同于不同数据类型所定义出来的变量所占的字节数不同，指针变量的所占的字节数并不取决于定义指针时的数据类型。而是取决于操作系统：
16位操作系统 ：2字节， 32位操作系统 ：4字节， 64位操作系统 ：8字节。

3. 指针的操作

• 取地址 ：p = &a; 将数据a的首地址赋值给p。
• 取内容 ： *p; 取出指针指向的数据单元。
• 加 ： p++; 使指针向下移动一个数据宽度（数据宽度就是定义指针的时候的前面的那个数据类型）。
• 减 ： p–; 使指针向上移动一个数据宽度。
  （加减一般用于数组，否则一般的加减没有意义。）

4. 数组与指针

• 数组是一些相同数据类型的变量组成的几何，其数组名就是指向该数据类型的指针。数组的定义等效于申请内存，定义指针和初始化。利用数组下标引用数组数据也等效于指针取内容。（可以说：数组就是指针，二者是一样的。你可以直接拿数组名当做指针来用，数组名++之类的。）

注意事项：

• 在对指针取内容之前，一定要确保指针指在合法的位置，否则将导致程序出现不可预知的错误。
• 同级指针之间才能相互赋值，跨级赋值会导致编译器报错或警告。因为指针再取地址就得到二级指针，变量取地址可以赋值给指针，但是不能跨级赋值给二级指针，同样的，指针取内容可以赋值给变量，而不能直接把指针赋值给变量，这样子也是跨级，得先强制类型转换才可以赋值给变量。

5. 指针的应用

5.1 传递参数

• 使用指针传递大容量的参数，主函数和子函数使用的是同一套数据，避免了参数传递过程中的数据复制，提高了运行效率，减少了内存占用。

• 使用指针传递输出参数，利用主函数和子函数使用同一套数据的特性，实现数据的返回，可实现多返回值函数的设计。

5.2 传递返回值

• 将模块内的公有部分返回，让主函数持有模块的“句柄”，便于程序对指定对象的操作。（句柄就是把手的意思，只要有一个把手就可以操作。可以认为是指针）
  详细示例

5.3 直接访问物理地址下的数据（单片机中的应用）

• 访问硬件指定内存下的数据，比如设备ID号等
• 将复杂格式的数据转换为字节，方便通信与存储。

详细示例

最后一段的内容有点东西，实现了把char型指针转化为float型指针的过程。实现了传递一个float类型的数据。

原理：float类型的数据手机的存储其实是：最高位是符号位，然后有一段是阶码，就是多少次方，科学计数法嘛。然后还有一段是尾码，就是科学计数法的x.x的数字。所以float类型可以存储很大的数字，但是进度有问题。

但是发送数据出去，都是以字节为单位发送的，（我认为不可以直接定义float的指针去作为函数的参数去发送float数据）怎么办？那就定义一个unsigned char 的指针，用这个指针去指向这个float的数据(float的数据要先取地址再强制类型转换)，这样子就把这个float的所有字节数据都发过去了。然后接收的时候再定义一个float的指针去把数据取出来，相当于进行了解码。

• 存储器都是以字节为单位进行存储，所以都可以用一个unsigned char *去存储。读的时候再强制类型转换为相应类型的指针。就可以把所有复杂格式的数据转换为字节来通信和存储，这种复杂格式包括：结构体，float，double等等。总之就当做字节来看就可以存储了。