2012軟件水平設(shè)計師：C語言指針引發(fā)的聯(lián)想
剛接觸編程的時候，用的就是C語言，學(xué)的時候用的開發(fā)軟件是Turbo C，很經(jīng)典的一款I(lǐng)DE了（現(xiàn)在應(yīng)該沒人在用了吧）。剛學(xué)習(xí)C的時候，主要就是學(xué)習(xí)其語法，先用一些語法來做出一些簡單的小功能，寫一些簡單的小邏輯。
學(xué)著學(xué)著，就學(xué)到了指針了，我記得那本書上講了，指針是C的核心，學(xué)C語言一定要掌握指針。知道了其重要性之后，就更加認(rèn)真地去學(xué)，不過當(dāng)時還不清楚為什么C的指針是那么重要，它到底有什么影響。后來一步一步地學(xué)習(xí)，通過了解其它的相關(guān)知識，順藤摸瓜地了解到了很多之前不懂的東西。我也十分不了解，為什么要叫成指針呢？當(dāng)然我個人對這個名字還是挺不爽的。因為首先名字就給人感覺很深奧、很難以理解。
其實說白了指針就是一種數(shù)據(jù)類型（int 、char、double），指針，說到底它還是一個變量，跟int、char類型的變量無性質(zhì)差別。由于指針存的是一個內(nèi)存地址，所以指針類型的變量所占的字節(jié)大小，會因它所處在的CPU所能尋址到的地址值有關(guān)。
說到內(nèi)存地址，那么必須簡單了解下計算機(jī)的運作。一個程序是怎么運行起來的呢？這是CPU的功勞了，CPU的全稱“中央處理器”，聽到中央兩個字就知道它有多么重要了。不過說白了CPU就是一個處理器，它處理的目標(biāo)是指令，指令就是二進(jìn)制，CPU它做的是最苦最累的一份活了，沒有目的的，沒有止境地讀出一條指令，執(zhí)行它，然后下一條，指令它，它的好處是，它不會出錯，真有一天它出錯了，那么一定是你的錯。當(dāng)你的CPU燒了的時候，請諒解它，并檢討下平時怎么虐待它的。然后再買個更經(jīng)得起虐待的CPU。
對了，CPU它的指令是從哪里來的呢？--可執(zhí)行程序，可執(zhí)行程序存在硬盤上，可是CPU到硬盤拿數(shù)據(jù)的速度太慢了（我也問過為什么不能做到很快）。眾所周知，CPU運算速度那不是普通地快的，所以怎么能允許硬盤拖后腿呢，這樣的話，變成CPU跟硬盤一樣快了（不怕狼一樣的敵人，就怕豬一樣的隊友，硬盤會降低CPU的智商的）？所以內(nèi)存它登場了，CPU跟內(nèi)存打交道的速度則相對較快，總之比硬盤快太多太多了（所以內(nèi)存比硬盤貴，內(nèi)存4G多少錢，硬盤500G多少？差價太多啦）。不過CPU其實還是不怎么喜歡跟內(nèi)存打交道（主要原因還是：CPU真TM太快了，內(nèi)存還是很慢），所以CPU跟內(nèi)存之間本身還有一層緩存，就是我們平時說的一級緩存、二級緩存，這個緩存造價相對比內(nèi)存要貴得多，所以容量也不大，這樣就更需要有效地利用了。執(zhí)行一個文件，大體的流程是這樣：CPU從硬盤上讀出這個文件，再把這個文件載入到內(nèi)存上，此后就通過內(nèi)存來交互了。
內(nèi)存，其實就是由很多個字節(jié)有序組成的一塊東東，比如說1G的內(nèi)存條，那么就是由1024*1024*1024大小的字節(jié)組成。記得我那時候剛接觸計算機(jī)的時候，聽說一個進(jìn)程的內(nèi)存空間是4G（32位操作系統(tǒng)，32位CPU下），那假如我僅有1G的物理內(nèi)存呢（我配的電腦內(nèi)存是1G的）？進(jìn)程的內(nèi)存是多少？還是4G！這就涉及到了虛擬內(nèi)存的概念了。越扯越遠(yuǎn)了，虛擬內(nèi)存就是把硬盤的空間當(dāng)成“內(nèi)存”來用，具體怎么用呢？其實就是交換了，把當(dāng)前內(nèi)存上的不那么重要的數(shù)據(jù)，寫在硬盤上，騰出更多的物理空間來給我們的程序，那么硬盤充當(dāng)?shù)慕巧褪翘摂M空間了，至于選哪些數(shù)據(jù)放到硬盤上，系統(tǒng)有它的一套選擇方式。像WINDOWS下有pagefile.sys這個文件，linux下有swap分區(qū)，其實就是拿來做交換存放用的。由于上面講過了，CPU直接讀硬盤是非常慢的，虛擬內(nèi)存是能力有限的，所以如果想機(jī)子快一點的話，還是乖乖地加多物理內(nèi)存吧。
對于匯編程序來說，基本上沒有什么數(shù)據(jù)類型的概念的，在匯編程序中，如果想定義一個數(shù)字，要先衡量下這個數(shù)值將會用到的最小值，從而來決定要多少個字節(jié)來存儲。是的，C的數(shù)據(jù)類型也是這個概念，int值跟short沒什么本質(zhì)差別，就是字節(jié)數(shù)的不同而已，C語言在編譯的時候，就是把C代碼翻譯成匯編，所謂的編譯器就是干的這事，它就是一個翻譯軟件，從一門語言翻譯成另一門語言，如果定義了一個int變量，那么編譯的時候，編譯器會分配4個字節(jié)的空間來存放那個變量（不考慮字節(jié)對齊的情況）。
為啥說C語言是一門很靈活的語言呢？那是因為它有了指針，為什么指針就那么了不起呢？原因很簡單，你可以訪問整個內(nèi)存地址，你想訪問哪里，就直接指過去，比如你知道在內(nèi)存里第0x1000個字節(jié)里面存有你需要的數(shù)據(jù)，你可以直接把一個指針賦值成0x1000，然后通過*號進(jìn)行解引用取得值（在以前的操作系統(tǒng)中，操作內(nèi)存的自由度比較高，但在現(xiàn)在整個物理內(nèi)存的管理是由操作系統(tǒng)管理好的了，每一個字節(jié)都在它的掌握中，你亂指的話，系統(tǒng)直接把你崩潰掉，至少你的程序不會影響到其它進(jìn)程）。C提供的思想是：程序員永遠(yuǎn)都清楚自己在做什么，就算指針亂指（野指針）導(dǎo)致程序錯誤，那么也是由程序員自己負(fù)責(zé)，所以……，指針這把鋒利的刀，用起來方便，但也很容易傷了自己。跟其它語言不一樣，像JAVA里面只有引用，引用原理上來講也是一個指針，但是這個指針并不能讓你隨心所欲地用，這個引用只能指向你可以指的東西。因為JAVA本身有對引用進(jìn)行管理，所以安全性則相對較高。
對于指針，最常見的情況下是用來對某一個變量做修改，如果在一個函數(shù)里面?zhèn)饕粋€int值的參數(shù)進(jìn)去：
int fun（int a）
{
a = 10；
return a；
}
int b = 0；
fun（b）；
這樣調(diào)用后b是不會有變化的，因為傳進(jìn)去函數(shù)的參數(shù)，在傳進(jìn)去的時候，僅僅只是一個拷貝而已，但是如果
int fun（int* a）
{
*a = 10；//通過解引用給那個地址里面的內(nèi)容賦值成10
}
fun（&b）；
這樣把b的地址傳過去，那么a就是b的地址的拷貝（這里也是有拷貝，只是說拷貝的是一個地址，并不是內(nèi)容），但是通過a里面存著的地址，從而找到這個地址里面的內(nèi)容（星號是取地址內(nèi)容），把這個地址的內(nèi)容改寫成10，那樣的話，b才真正給改變了。
OK，亂扯完畢，可能有些東西并不是太嚴(yán)謹(jǐn)，不過大體意思知道就好了。
剛接觸編程的時候，用的就是C語言，學(xué)的時候用的開發(fā)軟件是Turbo C，很經(jīng)典的一款I(lǐng)DE了（現(xiàn)在應(yīng)該沒人在用了吧）。剛學(xué)習(xí)C的時候，主要就是學(xué)習(xí)其語法，先用一些語法來做出一些簡單的小功能，寫一些簡單的小邏輯。
學(xué)著學(xué)著，就學(xué)到了指針了，我記得那本書上講了，指針是C的核心，學(xué)C語言一定要掌握指針。知道了其重要性之后，就更加認(rèn)真地去學(xué)，不過當(dāng)時還不清楚為什么C的指針是那么重要，它到底有什么影響。后來一步一步地學(xué)習(xí)，通過了解其它的相關(guān)知識，順藤摸瓜地了解到了很多之前不懂的東西。我也十分不了解，為什么要叫成指針呢？當(dāng)然我個人對這個名字還是挺不爽的。因為首先名字就給人感覺很深奧、很難以理解。
其實說白了指針就是一種數(shù)據(jù)類型（int 、char、double），指針，說到底它還是一個變量，跟int、char類型的變量無性質(zhì)差別。由于指針存的是一個內(nèi)存地址，所以指針類型的變量所占的字節(jié)大小，會因它所處在的CPU所能尋址到的地址值有關(guān)。
說到內(nèi)存地址，那么必須簡單了解下計算機(jī)的運作。一個程序是怎么運行起來的呢？這是CPU的功勞了，CPU的全稱“中央處理器”，聽到中央兩個字就知道它有多么重要了。不過說白了CPU就是一個處理器，它處理的目標(biāo)是指令，指令就是二進(jìn)制，CPU它做的是最苦最累的一份活了，沒有目的的，沒有止境地讀出一條指令，執(zhí)行它，然后下一條，指令它，它的好處是，它不會出錯，真有一天它出錯了，那么一定是你的錯。當(dāng)你的CPU燒了的時候，請諒解它，并檢討下平時怎么虐待它的。然后再買個更經(jīng)得起虐待的CPU。
對了，CPU它的指令是從哪里來的呢？--可執(zhí)行程序，可執(zhí)行程序存在硬盤上，可是CPU到硬盤拿數(shù)據(jù)的速度太慢了（我也問過為什么不能做到很快）。眾所周知，CPU運算速度那不是普通地快的，所以怎么能允許硬盤拖后腿呢，這樣的話，變成CPU跟硬盤一樣快了（不怕狼一樣的敵人，就怕豬一樣的隊友，硬盤會降低CPU的智商的）？所以內(nèi)存它登場了，CPU跟內(nèi)存打交道的速度則相對較快，總之比硬盤快太多太多了（所以內(nèi)存比硬盤貴，內(nèi)存4G多少錢，硬盤500G多少？差價太多啦）。不過CPU其實還是不怎么喜歡跟內(nèi)存打交道（主要原因還是：CPU真TM太快了，內(nèi)存還是很慢），所以CPU跟內(nèi)存之間本身還有一層緩存，就是我們平時說的一級緩存、二級緩存，這個緩存造價相對比內(nèi)存要貴得多，所以容量也不大，這樣就更需要有效地利用了。執(zhí)行一個文件，大體的流程是這樣：CPU從硬盤上讀出這個文件，再把這個文件載入到內(nèi)存上，此后就通過內(nèi)存來交互了。
內(nèi)存，其實就是由很多個字節(jié)有序組成的一塊東東，比如說1G的內(nèi)存條，那么就是由1024*1024*1024大小的字節(jié)組成。記得我那時候剛接觸計算機(jī)的時候，聽說一個進(jìn)程的內(nèi)存空間是4G（32位操作系統(tǒng)，32位CPU下），那假如我僅有1G的物理內(nèi)存呢（我配的電腦內(nèi)存是1G的）？進(jìn)程的內(nèi)存是多少？還是4G！這就涉及到了虛擬內(nèi)存的概念了。越扯越遠(yuǎn)了，虛擬內(nèi)存就是把硬盤的空間當(dāng)成“內(nèi)存”來用，具體怎么用呢？其實就是交換了，把當(dāng)前內(nèi)存上的不那么重要的數(shù)據(jù)，寫在硬盤上，騰出更多的物理空間來給我們的程序，那么硬盤充當(dāng)?shù)慕巧褪翘摂M空間了，至于選哪些數(shù)據(jù)放到硬盤上，系統(tǒng)有它的一套選擇方式。像WINDOWS下有pagefile.sys這個文件，linux下有swap分區(qū)，其實就是拿來做交換存放用的。由于上面講過了，CPU直接讀硬盤是非常慢的，虛擬內(nèi)存是能力有限的，所以如果想機(jī)子快一點的話，還是乖乖地加多物理內(nèi)存吧。
對于匯編程序來說，基本上沒有什么數(shù)據(jù)類型的概念的，在匯編程序中，如果想定義一個數(shù)字，要先衡量下這個數(shù)值將會用到的最小值，從而來決定要多少個字節(jié)來存儲。是的，C的數(shù)據(jù)類型也是這個概念，int值跟short沒什么本質(zhì)差別，就是字節(jié)數(shù)的不同而已，C語言在編譯的時候，就是把C代碼翻譯成匯編，所謂的編譯器就是干的這事，它就是一個翻譯軟件，從一門語言翻譯成另一門語言，如果定義了一個int變量，那么編譯的時候，編譯器會分配4個字節(jié)的空間來存放那個變量（不考慮字節(jié)對齊的情況）。
為啥說C語言是一門很靈活的語言呢？那是因為它有了指針，為什么指針就那么了不起呢？原因很簡單，你可以訪問整個內(nèi)存地址，你想訪問哪里，就直接指過去，比如你知道在內(nèi)存里第0x1000個字節(jié)里面存有你需要的數(shù)據(jù)，你可以直接把一個指針賦值成0x1000，然后通過*號進(jìn)行解引用取得值（在以前的操作系統(tǒng)中，操作內(nèi)存的自由度比較高，但在現(xiàn)在整個物理內(nèi)存的管理是由操作系統(tǒng)管理好的了，每一個字節(jié)都在它的掌握中，你亂指的話，系統(tǒng)直接把你崩潰掉，至少你的程序不會影響到其它進(jìn)程）。C提供的思想是：程序員永遠(yuǎn)都清楚自己在做什么，就算指針亂指（野指針）導(dǎo)致程序錯誤，那么也是由程序員自己負(fù)責(zé)，所以……，指針這把鋒利的刀，用起來方便，但也很容易傷了自己。跟其它語言不一樣，像JAVA里面只有引用，引用原理上來講也是一個指針，但是這個指針并不能讓你隨心所欲地用，這個引用只能指向你可以指的東西。因為JAVA本身有對引用進(jìn)行管理，所以安全性則相對較高。
對于指針，最常見的情況下是用來對某一個變量做修改，如果在一個函數(shù)里面?zhèn)饕粋€int值的參數(shù)進(jìn)去：
int fun（int a）
{
a = 10；
return a；
}
int b = 0；
fun（b）；
這樣調(diào)用后b是不會有變化的，因為傳進(jìn)去函數(shù)的參數(shù)，在傳進(jìn)去的時候，僅僅只是一個拷貝而已，但是如果
int fun（int* a）
{
*a = 10；//通過解引用給那個地址里面的內(nèi)容賦值成10
}
fun（&b）；
這樣把b的地址傳過去，那么a就是b的地址的拷貝（這里也是有拷貝，只是說拷貝的是一個地址，并不是內(nèi)容），但是通過a里面存著的地址，從而找到這個地址里面的內(nèi)容（星號是取地址內(nèi)容），把這個地址的內(nèi)容改寫成10，那樣的話，b才真正給改變了。
OK，亂扯完畢，可能有些東西并不是太嚴(yán)謹(jǐn)，不過大體意思知道就好了。