指针篇之一 宝藏与藏宝图

    很多电影里都有这样的情节：某人得到一大笔宝藏后，绘制了一张藏宝图，为争夺这张藏宝图，引发了一系列故事。从这个老套桥段里，可以总结出一些隐含的东西：

    1．  为什么要有藏宝图？因为宝藏体积重量大，不方便随身携带；而藏宝图轻巧可携带。

    2．  得到藏宝图，基本就能得到宝藏。所以藏宝图≈宝藏。

    3．  藏宝图只是一张纸，做为载体的纸一文不值。它的价值完全体现在纸上所画的图。

    4．  藏宝图是一张纸，但一张白纸却不是藏宝图，必须画有宝藏的位置才行。

    通过藏宝图代替宝藏，这种间接方式有很多好处，于是在软件开发中也发明了类似手段，即指针。指针相当于藏宝图，提供间接访问目标内存的手段，宝藏就是指针所指的内存块。无论谁得到藏宝图后第一件事必然是按图索骥去寻找宝藏。有了指针也要马上想到：这张指针藏宝图指向的宝藏在哪里？这应该形成条件反射。比如：

    int *pA;

    int A=0x1000;

    pA = &A;

    printf(“val A=%d\n”, *pA);

    pA为指针变量，其值为&A，假设为0x2000，这个值代表某内存单元的地址，也常表述为“指针pA指向地址为0x2000的内存”，而*pA代表通过指针变量访问地址为0x2000的内存单元，即变量Ａ，得到里面的值0x1000。藏宝图（即指针pA）上标明了宝藏地址(即0x2000)，通过*pA就可以访问到0x2000里的内容，得到宝藏(即0x1000)。

   

  图1，指针与指针“指向”的内存

    指针的值是指针变量本身存储的数值，这个值将被编译器作为另一块内存的首地址。指针所指向的内存区就是从指针所指向的那个内存地址开始，长度为sizeof(指针所指向的内存块的类型)的一个内存块。“指针的值是XX”就代表该指针指向了以XX为首地址的一块内存区域；反过来想让一个指针指向某内存块，就要把该内存块首地址赋予该指针。

     使用指针，对其中隐含的两个概念：”the pointer and the memory pointed by the pointer”，一定要区分清楚。可以参考藏宝图与宝藏，从二者的区别和联系去理解一些问题。比如：

1）两者的长度（区别开宝藏和藏宝图本身的属性）

    指针占多大的内存？用函数sizeof(指针型)测一下就知道。无论指向什么类型，32位平台指针都占据4字节。不要把指针本身占据的内存长度和指针所指向内存的类型长度混淆。小测试：

  int a, b, c ,d ,e, f;

  struct pixsel

  {

    int R;

    int G;

    int B;

  }

  a = sizeof(char *);

  b = sizeof(char );

  c = sizeof(float);

  d = sizeof(float *);

  e = sizeof(struct pixel);

  f = sizeof(struct pixel *);

  a, b, c, d, e, f值是多少？答案：4, 1, 4, 4, 12, 4

    这个题目侧面考验了”pointer itself and the memory pointed by the pointer”两者的区别。

2）不指向实际内存的指针（皮之不存，毛将焉附）

    下段程序中指针的应用发生了什么错误？

    void main(void)

    {

      int *a;

      *a =20;

       printf(“%s\n”, a);

      *a =40;

      printf(%d\n”, a);

    }

    指针定义int *a后，指针自身有了，但指向的内存却没有，指针定义不完整。从寻找宝藏的角度理解，好比买了一张纸，却没有把宝藏所在地画在上面，那就是一张废纸。检查指针与指针指向的内存，这根弦对初学者很重要，要记住：指针本身和它的指向是不同的概念，不要给张白纸就当藏宝图哦

3）中间桥梁——地址

    更进一步，在藏宝图与宝藏的关系里，实际有三个元素（白纸/信息/宝藏），只是通常我们把白纸&信息合称为藏宝图。在指针与指针指向的内存之间，实际也有一个隐含的桥梁，即指针里所保存的地址值。

    空白的纸和宝藏之间没有关系，因为真正指向宝藏的是宝藏埋藏点的信息，但这个地点信息必须依附于一个载体而存在，这个载体就是那张白纸。同样一个空指针和目标内存块之间，想要有映射关系也需要一个中间桥梁，那就是目标内存块的地址，只有把这个地址放到指针容器里，联系才真正建立，指针才成为有效指针。这种依附关系好比下图：

 

     A.指针是一个变量，B.保存的内容是地址，C.地址指向某内存对象，综合就是C89的定义：指针是一个保存对象地址的变量。变量/(变量中保存的地址)/(地址所指向的内存)，三者共同组成了指针体系。

    对比其他普通变量，比如整型变量，它也是由一个变量和其中所保存的整型数共同组成，只是相比而言，它里面所保存的只是一个单纯整型数，这个数没有别的意义。而指针变量里所保存的地址则代表另一块内存，这块额外的内存才是指针真正的特殊之处。