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理解C指針: 一個內存地址對應著一個值

語義 基本 不變 100% 簡單 它的 理解 程序員 根據

一個內存地址存著一個對應的值,這是比較容易理解的。

如果程序員必須清楚地知道某塊內存存著什麽內容和某個內容存在哪個內存地址裏了,那他們的負擔可想而知。
匯編語法對“一個內存地址存著一個對應的數”,作了簡單的“抽象”:把內存地址用變量名代替了,對內存地址的取值和賦值方式不變。
c語言對此進行了進一步的抽象:變量 <==> (一個內存地址,對應的值)(這裏忽略類型等信息)。

把C語言中的基本類型(int,long,float等),指針,數組等還原為(一個內存地址,對應的值)後,就能更清淅地理解它們了。

內存就相當於(addr,val)的大hash表,c語句的語義基本就是改變hash值。

為了下文的方便,特定義如下語義(遵循C的標準語義):


var <==> (addr, val) (var為一個變量名,addr為var在內存中的首地址,val為var 的值)
&var <==> addr
var <==> var作為左值出現(即等式左邊)時,var等價於 addr;
var作為右值出現(即等式左邊)時,var等價於 val;
*var <==> val



註:符號"<==>" 右邊出的等式 x = y(x是一個內存地址,y是一個值); 表示將內存地址為x的內容置為值y,如addr = 3表示置內存addr裏的值為3


現在利用上面的語義解釋一下這些例子:
int i = 3;
假設 i的內存地址為 0x8049320 ,那麽這句話的語義是0x8049320 = 3,經過i = 3後,i為(0x8049320,3)

int b = i;
假設 b的內存地址為 0x8049324 ,那麽這句話的語義是0x8049324 = i對應的val = 3,此時b為(0x8049324,3)

int *p = &b
指針p也是一個變量,int **p,int *p[8],在這些申明中p都只是一個指針變量,它和其他的變量的不同之處在於它的大小是定的,它的類型信息只是編譯器用來進行類型檢查和其他一些作用的(如果沒有類型檢查,你可以用任何的方式對一個變量進行操作如int i; ****i = 3)。假設p的地址為0x8049328,則根據p = &b的語義p.addr = b.addr,p為(0x8049328,0x8049324)

*p = 5;
語義為 0x8049324 = 5,此時只改變了內存地址為0x8049324的值,即改變了b的值(0x8049324,5),而p的值並未改變

int **q = &p; //如果寫為int **q = &&i; gcc編譯不通過
假設q的內存地址為0x8049330,語義為 0x8049330 = addr(p) = 0x8049328;所以q為(0x8049330, 0x8049328)
(int **q = &&i, 要是編譯過了則q應該表示為(0x8049330, x),內存地址為x的地方表示為(x,0x8049320),那麽地址x為多少呢? )

**q = 6
語義為 val(val(q)) = val(0x8049328) = 0x8049324 = 6,將內存地址為0x8049324的內容置為6,即將b的值置為6,b為(0x8049324,6)

對於結構,這些語義也適用,因為結構裏的成員也是有對應地址的,也能表示為(addr,val)的形式。

對“一個內存地址存著一個對應的值”的抽象程度越高,越不用關心底層,如java。
Haskell已經沒有副作用之說了,更不用關心這些了。

參考:http://www.cppblog.com/hex108/archive/2011/06/18/124234.html

理解C指針: 一個內存地址對應著一個值