MIT 6.828 JOS学习笔记8. Exercise 1.4

Lab 1 Exercise 4

　　阅读关于C语言的指针部分的知识。最好的参考书自然是"The C Programming Language"。

　　阅读5.1到5.5节。然后下载pointers.c的代码，并且编译运行它，确保你理解在屏幕上打印出来的所有的值是怎么来的。尤其要重点理解第1行，第6行的指针地址是如何得到的，以及在第2行到第4行的值是如何得到的，还有为什么在第5行打印出来的值看起来像程序崩溃了。

　　答：

　　首先编译运行文件pointer.c，得到如下结果：

　　

　　首先程序声明了3个重要的数组，指针

　　int型数组--int a[4];    int类型指针--int *b = malloc(16);     int类型指针--int *c;

　　打印的第一句：

　　　　printf("1: a = %p, b = %p, c = %p\n", a, b, c);　　　　

　　其中：

　　　　a输出的是数组a的首地址，0xbfb4bf84。　　

　　　　b输出的是指针b所指向的操作系统分配给它的空间的起始地址，0x8886008

　　　　c输出的是未定义的指针变量c的值，0xb75d8255

 

　　打印第二句之前，完成的操作：

　　　　c = a;  让c指针和a指向同一个内存地址，0xbfb4bf84;

　　　　for(i = 0; i<4; i++) a[i] = 100+i;   这个操作会让数组a的四个单元的值变为，100,101,102,103。

　　　　c[0] = 200;   由于c和a指向同一个地方，c[0] = a[0] = 200;

　　　　printf("2: a[0] = %d, a[1] = %d, a[2] = %d, a[3] = %d,", a[0], a[1], a[2], a[3]);　所以打印第二句，第一个元素的值会是200.

 

　　打印第三句之前，完成操作：

　　　　c[1] = 300;

　　　　*(c+2) = 301;

　　　　3[c] = 302;

　　　　分别代表访问数组中的值的三种不同的方法。由于c和a相同，所以它们也是在修改数组a的值。把a[1], a[2]，a[3]全都被改变。printf("3: a[0] = %d, a[1] = %d, a[2] = %d, a[3] = %d,", a[0], a[1], a[2], a[3]);

 

　　打印第四句前，完成操作：c = c+1; 

　　　　将指针c指向数组中下一个单元，即a[1]

　　　　*c = 400

　　　 　修该a[1]值为400

　　　　 printf("4: a[0] = %d, a[1] = %d, a[2] = %d, a[3] = %d,", a[0], a[1], a[2], a[3]);

 

　　打印第五句前，完成操作

　　　　 c = (int *)((char *)c + 1);

　　　　先把c强制转换为char类型指针，然后指针加1，此时c的数值应该也加1，由于之前c指向a数组中1号元素的起始地址，1号元素起始地址为0xbfb4bf88，之后加1，变为0xbfb4bf89。然后再把c强制转换回int类型指针，此时c所操作的地址为0xbfb4bf89~0xbfb4bf8c。

　　　　*c = 500

　　　　把地址地址为0xbfb4bf89~0xbfb4bf8c的值换为500，此时会影响原来数组a的1,2号元素。原来一号元素在内存中存放在地址0xbfb4bf88~0xbfb4bf8b处，存放的值为400，十六进制为0x00000190

　　　  0xbfb4bf88  0xbfb4bf89  0xbfb4bf8a  0xbfb4bf8b     

　　　　  90                 01                 00                00 

　　　  原来二号元素在内存中存放在地址0xbfb4bf8c~0xbfb4bf8f处，存放的值为301，十六进制为0x0000012D。

　　　  0xbfb4bf8c  0xbfb4bf8d  0xbfb4bf8e  0xbfb4bf8f 

　　　    2D                 01                 00                00 

　　　 而现在c操作的地址为0xbfb4bf89~0xbfb4bf8c，并赋值500，十六进制为0x000001F4，所以内存单元变为

　　　 0xbfb4bf88  0xbfb4bf89  0xbfb4bf8a  0xbfb4bf8b     

　　　　 90                 F4                 01                00 

　　　 0xbfb4bf8c  0xbfb4bf8d  0xbfb4bf8e  0xbfb4bf8f     

　　　　00                 01                 00                00 

　　　 所以此时a[1]的值变为0x0001F490 = 128144, a[2]的值变为0x00000100 = 256.

　　　 打印第六句前，完成操作：

　　　　b = (int *)a + 1;

　　　　　　这步操作会把b的值加1，由于b现在是int类型指针，所以数值上b的值增加4，所以b的值变为 0xbfb4bf84 + 0x4 = 0xbfb4bf88

　　　　c = (int *)((char *)a+1);

　　　　　　这步还是先把a转换为char型指针，然后加1，此时加1会让数值上只增加1，所以c的值变为 0xbfb4bf84 + 0x1 = 0xbfb4bf85

　　　当然运行在你的机器上，这些地址的值一定和我的不一样，但是原理是相同的。