1. 内存和地址
2. 指针变量和地址
3. 指针变量类型的意义
4. const修饰指针
5. 指针运算
6. 野指针
7. assert断⾔
8. 指针的使⽤和传址调⽤
正文开始
1. 内存和地址
1.1 内存
在讲内存和地址之前，我们想有个⽣活中的案例： 假设有⼀栋宿舍楼，把你放在楼⾥，楼上有100个房间，但是房间没有编号，你的⼀个朋友来找你玩， 如果想找到你，就得挨个房⼦去找，这样效率很低，但是我们如果根据楼层和楼层的房间的情况，给 每个房间编上号，如：1 2 3 ⼀楼： 101 ， 102 ， 103... ⼆楼： 201 ， 202 ， 203.... ...
有了房间号，如果你的朋友得到房间号，就可以快速的找房间，找到你。
⽣活中，每个房间有了房间号，就能提⾼效率，能快速的找到房间。
如果把上⾯的例⼦对照到计算中，⼜是怎么样呢？
如果把上⾯的例⼦对照到计算中，⼜是怎么样呢？ 我们知道计算上CPU（中央处理器）在处理数据的时候，需要的数据是在内存中读取的，处理后的数 据也会放回内存中，那我们买电脑的时候，电脑上内存是8GB/16GB/32GB等，那这些内存空间如何⾼ 效的管理呢？ 其实也是把内存划分为⼀个个的内存单元，每个内存单元的⼤⼩取1个字节。
计算机中常⻅的单位（补充）：
个⽐特位可以存储⼀个2进制的位1或者0
bit - ⽐特位 1byte = 8bit
byte - 字节 1KB = 1024byte
KB 1MB = 1024KB
MB 1GB = 1024MB
GB 1TB = 1024GB
TB 1PB = 1024TB
PB
其中，每个内存单元，相当于⼀个学⽣宿舍，⼀ 个⼈字节空间⾥⾯能放8个⽐特位，就好⽐同学们 住的⼋⼈间，每个⼈是⼀个⽐特位。
每个内存单元也都有⼀个编号（这个编号就相当 于宿舍房间的⻔牌号），有了这个内存单元的编 号，CPU就可以快速找到⼀个内存空间。
⽣活中我们把⻔牌号也叫地址，在计算机中我们把内存单元的编号也称为地址。
C语⾔中给地址起 了新的名字叫：指针。
即：内存单元的编号==地址==指针
1.2 究竟该如何理解编址
这里写的很清楚，我就不过多赘述了
2. 指针变量和地址
2.1 取地址操作符（&）
理解了内存和地址的关系，我们再回到C语⾔，在C语⾔中创建变量其实就是向内存申请空间，⽐如：
这里的a指的是16进制，也就是a=10，也可以理解成赋值。
⽐如，上述的代码就是创建了整型变量a，内存中申请4个字节，⽤于存放整数10，其中每个字节都 有地址，上图中4个字节的地址分别是：
那我们如何能得到a的地址呢？
这⾥就得学习⼀个操作符(&)-取地址操作符
按照我画图的例⼦，会打印处理：006FFD70 &a取出的是a所占4个字节中地址较⼩的字节的地址。
虽然整型变量占⽤4个字节，我们只要知道了第⼀个字节地址，顺藤摸⽠访问到4个字节的数据也是可 ⾏的。
2.2 指针变量和解引⽤操作符（*）
2.2.1 指针变量
那我们通过取地址操作符(&)拿到的地址是⼀个数值，⽐如：0x006FFD70，这个数值有时候也是需要 存储起来，⽅便后期再使⽤的，那我们把这样的地址值存放在哪⾥呢？答案是：指针变量中。
指针变量也是⼀种变量，这种变量就是⽤来存放地址的，存放在指针变量中的值都会理解为地址。
2.2.2 如何拆解指针类型
我们看到pa的类型是 1 2 int* ，我们该如何理解指针的类型呢？
这⾥pa左边写的是 类型的对象。 int* ， * 是在说明pa是指针变量，⽽前⾯的 int 是在说明pa指向的是整型(int)
那如果有⼀个char类型的变量ch，ch的地址，要放在什么类型的指针变量中呢？
2.2.3 解引⽤操作符
我们将地址保存起来，未来是要使⽤的，那怎么使⽤呢？ 在现实⽣活中，我们使⽤地址要找到⼀个房间，在房间⾥可以拿去或者存放物品。 C语⾔中其实也是⼀样的，我们只要拿到了地址（指针），就可以通过地址（指针）找到地址（指针） 指向的对象，这⾥必须学习⼀个操作符叫解引⽤操作符(*)。
2.3 指针变量的⼤⼩
前⾯的内容我们了解到，32位机器假设有32根地址总线，每根地址线出来的电信号转换成数字信号后 是1或者0，那我们把32根地址线产⽣的2进制序列当做⼀个地址，那么⼀个地址就是32个bit位，需要4 个字节才能存储。
如果指针变量是⽤来存放地址的，那么指针变的⼤⼩就得是4个字节的空间才可以。
同理64位机器，假设有64根地址线，⼀个地址就是64个⼆进制位组成的⼆进制序列，存储起来就需要 8个字节的空间，指针变的⼤⼩就是8个字节。
3. 指针变量类型的意义
指针变量的⼤⼩和类型⽆关，只要是指针变量，在同⼀个平台下，⼤⼩都是⼀样的，为什么还要有各 种各样的指针类型呢？
其实指针类型是有特殊意义的，我们接下来继续学习。
3.1 指针的解引⽤
调试我们可以看到，代码1会将n的4个字节全部改为0，但是代码2只是将n的第⼀个字节改为0。
结论：指针的类型决定了，对指针解引⽤的时候有多⼤的权限（⼀次能操作⼏个字节）。 ⽐如： char* 的指针解引⽤就只能访问⼀个字节，⽽ int* 的指针的解引⽤就能访问四个字节。
3.2
指针+-整数 先看⼀段代码，调试观察地址的变化。
我们可以看出， char* 类型的指针变量+1跳过1个字节， 这就是指针变量的类型差异带来的变化。 int* 类型的指针变量+1跳过了4个字节。
结论：指针的类型决定了指针向前或者向后⾛⼀步有多⼤（距离）。
4. const修饰指针
4.1 const修饰变量
变量是可以修改的，如果把变量的地址交给⼀个指针变量，通过指针变量的也可以修改这个变量。 但是如果我们希望⼀个变量加上⼀些限制，不能被修改，怎么做呢？这就是const的作⽤。
上述代码中n是不能被修改的，其实n本质是变量，只不过被const修饰后，在语法上加了限制，只要我 们在代码中对n就⾏修改，就不符合语法规则，就报错，致使没法直接修改n。
但是如果我们绕过n，使⽤n的地址，去修改n就能做到了，虽然这样做是在打破语法规则。
我们可以看到这⾥⼀个确实修改了，但是我们还是要思考⼀下，为什么n要被const修饰呢？就是为了 不能被修改，如果p拿到n的地址就能修改n，这样就打破了const的限制，这是不合理的，所以应该让 p拿到n的地址也不能修改n，那接下来怎么做呢？
这种情况只是说值不能修改，但是可以通过间接的方法改地址
const如果放在*的左边，修饰的是指针指向的内容，保证指针指向的内容不能通过指针来改变。 但是指针变量本⾝的内容可变。
• const如果放在*的右边，修饰的是指针变量本⾝，保证了指针变量的内容不能修改，但是指针指 向的内容，可以通过指针改变。
5. 指针运算
指针的基本运算有三种，分别是：
• 指针+-整数
• 指针-指针
• 指针的关系运算
5.1 指针+-整数
因为数组在内存中是连续存放的，只要知道第⼀个元素的地址，顺藤摸⽠就能找到后⾯的所有元素。
6. 野指针
野指针就是指针指向的位置是不可知的（随机的、不正确的、没有明确限制的）
6.2 如何规避野指针
6.2.1 指针初始化
如果明确知道指针指向哪⾥就直接赋值地址，如果不知道指针应该指向哪⾥，可以给指针赋值NULL. NULL 是C语⾔中定义的⼀个标识符常量，值是0，0也是地址，这个地址是⽆法使⽤的，读写该地址 会报错。
6.2.2 ⼩⼼指针越界
⼀个程序向内存申请了哪些空间，通过指针也就只能访问哪些空间，不能超出范围访问，超出了就是 越界访问。
6.2.3 指针变量不再使⽤时，及时置NULL，指针使⽤之前检查有效性
当指针变量指向⼀块区域的时候，我们可以通过指针访问该区域，后期不再使⽤这个指针访问空间的 时候，我们可以把该指针置为NULL。因为约定俗成的⼀个规则就是：只要是NULL指针就不去访问， 同时使⽤指针之前可以判断指针是否为NULL。 我们可以把野指针想象成野狗，野狗放任不管是⾮常危险的，所以我们可以找⼀棵树把野狗拴起来， 就相对安全了，给指针变量及时赋值为NULL，其实就类似把野狗栓前来，就是把野指针暂时管理起 来。 不过野狗即使拴起来我们也要绕着⾛，不能去挑逗野狗，有点危险；对于指针也是，在使⽤之前，我 们也要判断是否为NULL，看看是不是被拴起来起来的野狗，如果是不能直接使⽤，如果不是我们再去 使⽤。
6.2.4 避免返回局部变量的地址 如果造成野指针的第3个例⼦。
7. assert断⾔
assert.h 头⽂件定义了宏 assert() ，⽤于在运⾏时确保程序符合指定条件，如果不符合，就报错终⽌运⾏。这个宏常常被称为“断⾔”。
上⾯代码在程序运⾏到这⼀⾏语句时，验证变量 p 是否等于 NULL 。如果确实不等于 继续运⾏，否则就会终⽌运⾏，并且给出报错信息提⽰。 NULL ，程序 assert() 宏接受⼀个表达式作为参数。如果该表达式为真（返回值⾮零）， 任何作⽤，程序继续运⾏。如果该表达式为假（返回值为零）， 流 st assert() 不会产⽣ assert() 就会报错，在标准错误 derr 中写⼊⼀条错误信息，显⽰没有通过的表达式，以及包含这个表达式的⽂件名和⾏号。 assert() 的使⽤对程序员是⾮常友好的，使⽤ assert() 有⼏个好处：它不仅能⾃动标识⽂件和 出问题的⾏号，还有⼀种⽆需更改代码就能开启或关闭 assert() 的机制。如果已经确认程序没有问 题，不需要再做断⾔，就在 #include 语句的前⾯，定义⼀个宏NDEBUG
1 #define NDEBUG
2 #include NDEBUG 。
然后，重新编译程序，编译器就会禁⽤⽂件中所有的 除这条 assert() 语句。
如果程序⼜出现问题，可以移 #define NDBUG 指令（或者把它注释掉），再次编译，这样就重新启⽤了 assert() 语 句。
assert() 的缺点是，因为引⼊了额外的检查，增加了程序的运⾏时间。
⼀般我们可以在debug中使⽤，在release版本中选择禁⽤assert就⾏，在VS这样的集成开发环境中， 在release版本中，直接就是优化掉了。这样在debug版本写有利于程序员排查问题，在release版本不 影响⽤⼾使⽤时程序的效率。
总结来说就是，asser就是成立的时候继续执行，不成立的时候就报错。
8. 指针的使⽤和传址调⽤
8.1 传址调⽤ 学习指针的⽬的是使⽤指针解决问题，那什么问题，⾮指针不可呢？
例如：写⼀个函数，交换两个整型变量的值 ⼀番思考后，我们可能写出这样的代码：
结论：实参传递给形参的时候，形参会单独创建⼀份临时空间来接收实参，对形参的修改不影响实 参。所以Swap是失败的了
那怎么办呢？ 我们现在要解决的就是当调⽤Swap函数的时候，Swap函数内部操作的就是main函数中的a和b，直接 将a和b的值交换了。那么就可以使⽤指针了，在main函数中将a和b的地址传递给Swap函数，Swap 函数⾥边通过地址间接的操作main函数中的a和b就好了。
再举个例子，实参相当于U盘，我拿个u盘去给电脑下载东西（这个东西可以理解为形参），下载完之后，我在拔掉u盘，但是我在电脑上修改我下载的东西，不会改变我u盘的东西，这就是形参是实参的一份临时变量。
坚持和毅力不是看谁更能吃苦，而是看谁能把事情的本质看的更加透彻，以至于他心中的希望从来不会破灭。
