指针

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笔记。from 解决C/C++指针的一切问题。 讲的很好。

#1 指针变量

特殊的变量，存储变量在内存中的起始地址。比如int占4字节，指针指向int开头的那个地址。

int *p;

申明指针变量。变量类型（int，char，double或自定义类型等） *变量名

C++中，用 & 得到变量的起始地址

要用对应类型的指针变量存储对应类型的变量地址。指针只知道起始地址，C++中，该变量占用多少内存，如何操作内存由数据类型决定，因此变量和指针变量都需要知道对应的数据类型。

申明变量，系统在内部跟踪内存单元；申明指针，由程序直接访问该内存单元。

int x;
int *p=&x;

将 x 的地址给赋值给 p。说 p 指向 x，p的基类型是 int。如果基类型不符，编译器会发出警告，但是可以强制转换。

多个指针可以指向同一个变量。

char x;
int *p=(char *)&x

这样做有风险。

指针也是变量，会占用内存，64位系统都占用8字节，32位都占用4字节。

C++中，指针是复合数据类型，是基于其他类型定义的类型，也可以像其他数据类型一样操作。

#2 使用

指针要赋初始值。

*是解除引用。对指针操作，可以得到所指向地址的值。

void f(int *p){
	*p=1;
}
int main(){
    int x=0;
    f(&x);  //在这之后 x=1
    return 0;
}

把函数的形式参数声明为指针，调用的时候传入实际参数地址，可以通过解引用的方法直接对内存中的数据操作，修改实际参数的值。（这个操作叫地址传递）

这样做的意义：1.可以在函数中修改实参；2.可以减少内存拷贝，提高性能。（比如说，某个 string 占用40字节，而在函数中调用指针可能就只要8字节）

#3 const 修饰

用 const 修饰变量会让变量变为只读，不能修改。

1.常量指针

const int *p=&x;

在类型前面添加const。此时不能通过解引用修改(*p)内存中的值，但能直接对变量(x)做修改。可以更改指向的变量。

可以修饰函数的形参，表示不希望在函数中修改内存中的值。（更好的明白代码意图）

2.指针常量

int const *p=&x;

此时指向的对象不能改变（必须初始化），但可以通过解引用修改值。

C++将指针常量做了特殊处理后，有一个操作，叫引用。

3.常指针常量

const int const *p=&x;

指向的对象不能改变，也不能通过解引用修改值。也有常引用。

在工程中，只有常量指针比较常见。

#4 void 关键字

void f(int x){

}

表示函数没有返回值。

int f(void){

}

表示函数没有参数（也可以让参数列表空着）

函数的形参用 void*，表示接受任意类型变量的地址。

void f(void *p){

}
int main(){
    int x;
    char y;
    f(&x),f(&y);  //这样操作都是可以的,都可以被void*接受
    return 0;
}
  1. 不能直接用void声明普通变量
  2. 不能对 void* 解引用，需要先强制转换。
  3. 将 void* 赋值给其他指针，将其他指针赋值给 void* 不需要强制转换。

void* 只保存了地址，不包含数据类型，没有确定内存大小，编译器无法解释数据，因此不能解引用，指针运算等操作（GNU好像可以？但不是标准C++行为）。

在 C/C++ 的库函数中常见 void* 。

#5 C++的内存模型

粗略的区分，C++将空间分为5个区，地址从低到高分别是：

  1. 代码区（.text段）。存放可执行代码，不允许修改，允许执行。
  2. 常量区（.rodata段）。存放字符串字面量，常量等。一般是不允许修改的。（字符串字面量就是 "hello" 这样用引号括起来的字符串，是只读的）
  3. 全局/静态存储区（.bss段和.data段）。存放全局变量，静态变量。从程序开始到结束一直存在。（如果你想知道的话，在语言中不区分.bss和.data，在编译时有区别。.data存储已初始化且非0的全局变量/静态变量，而.bss存未初始化和零初始化全局变量/静态变量。.bss只记录大小，加载时由系统清零；.data会存入文件。运行时修改为0的值，变量还在原来的段里，只是内存中的值被修改）
  4. 堆（heap）。内存是向上增长的。存储由程序动态开辟空间的变量，用 new 与 delete。没有释放的空间在程序结束后会被回收。像 vector 这样的 STL 也是由程序动态分配的。
  5. 栈（stack）。内存是向下增长的。在编译器在需要时分配，在不需要时自动清除的存储区。存储局部变量，函数参数等。

再上面是系统内核，是不允许直接交互的。

5-1

这张图描述基本是正确的。可以去问ai。

堆和栈区别：

  1. 管理方式：栈由系统自动管理，出作用域是自动释放；堆手动管理，若程序不释放，程序结束后将由操作系统释放。
  2. 空间大小：堆内存64位系统受限于物理内存，特别大；栈空间很小，Linux 通常是 8MB，WIndows 通常是 1MB，超过空间会发生栈溢出（Stack Overflow），触碰到系统保护的地址，会立刻使程序崩溃，Linux 收到 SIGSEGV（段错误），Windows 抛出栈溢出异常。栈空间可以用指令修改。
  3. 分配方式：堆是动态分配；栈有静态也有动态分配（自动释放）。
  4. 分配效率：栈是系统提供的数据结构，底层有支持，进栈出栈有专门指令，效率较高；堆由C++函数库提供，用链表管理。
  5. 碎片：栈服从先进后出，不会产生内存碎片；堆如果频繁的分配和释放，会造成空间的不连续，容易产生碎片，导致性能下降。
  6. 增长方向不同。

只有1，2比较重要。

posted @ 2026-10-06 18:15  TanHaoren  阅读(4)  评论(0)    收藏  举报