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指针深入理解（二）

news 来源：原创 2025/7/18 15:53:02

volatile关键字

防止优化指向内存地址，

typedef

指针可以指向C语言所有资源
typedef 就是起一个外号。

指针运算符加减标签操作

指针加的是地址，并且增加的是该指针类型的一个单位，指针变量的步长可以用sizeof(p[0])
在这里插入图片描述
这两个的p+1是不一样的，因为char是一个字节，int是四个字节，这样char是一个内存地址就可以存储，但是int需要四个内存地址存储。但是默认都是基地址，

指针数组？
在这里插入图片描述
地址的标签访问，一定不要理解成数组
标签是访问，p想象成地址变量，然后我们通过标签进行访问，并且这个标签（0、1、2、3）是C语言内部给我们处理好的。
P[2] 相当于是取出内存的值，P+2：指的是内存地址，

变量分配是从内存地址的高到低分配的

int a = 0x12345678;
int b = 0x99999999;
内存是先分配a,然后是b，并且a的地址是高字节，b的是地址是低字节。
取地址，一定是取最低的字节的地址，

内存是先分配a,然后是b，并且a的地址是高字节，b的是地址是低字节。
取地址，一定是取最低的字节的地址，

    volatile int a = 0x12345678;    int b = 0x99991199;    int c = 1;c = a;int *p1 = &b;char *p2 =(char *)&b;printf("the p1+1 is %x,%x,%x\n", (p1+1), p1[1],*p1+1 );printf("the p2+1 is %x,%x,%x\n", p2[1],p2,c);printf("the p2+1 is %x,%x,%x\n", p1,p1[0],p1+1);    printf("the p2+1 is %x,%x,%x,%x\n", p2,*p2,p2+1,p2[1]);      printf("the p2+1 is %x,%x,%x,%x\n", p1,*p1,p1+1,p1[1]);the p1+1 is 403ffa44,12345678,9999119athe p2+1 is 11,403ffa40,12345678the p2+1 is 403ffa40,99991199,403ffa44the p2+1 is 403ffa40,ffffff99,403ffa41,11the p2+1 is 403ffa40,99991199,403ffa44,12345678

可以明显看出，在分配内存的时候，是从高字节到低字节，
在取内存的时候是从低字节到高字节
并且在p2[1],和p1[1]，有明显的区别。
首先p2和p1都是指向的变量b的基地址都是一样的，都是地址6bbffcb0
但是由于指针的类型不一样，导致我们在将基地址加1的时候或者说我们在按照地址的标签访问的时候，p1[1]的步长是四个字节，也就是指向了变量a，因此p[1]指向的值是0x12345678。相反我们将p2的指针类型进行了强制转换为char，导致步长变为1，那么p2[1]指向的值是0x11。从这里我们得出结论，改变指针的类型，并不会改变存储该变量的地址，只是会改变指针标签访问对象，或者说是以基地址位基准的步长会影响，也就是可能会导致我们取地址存储的值的时候取不出来完整性。[引起数据截断]
如这篇文章的解释
指针深入理解（一）-CSDN博客

强制类型转换不改变指针存储的地址值，仅改变对内存数据的解释方式
也就是我原本这四个地址存储的是一个数0x99991199
我使用的是int类型表示的，那么我使用* p2的时候，默认他能看到全部的这四个内存地址，那么就会一口气读出来，告诉我这个值是0x99991199。
但是我强制转换以后，我相当于是眼睛被限制了，我只能看到基地址（也只仅仅是基地址），步长就是1，眼界也就是如此，被限制了。
指针的类型，会限制他看到的内存地址的宽度，（或者是理解成一种类似于宽度的概念。）

所以说定义指针的时候必须要定义是什么类型的，不然都没有眼睛了，怎么取地址，怎么看，另一个就是地址在哪里，不然有了眼睛不知道看到哪里了，不是一样的没有意义。也就是俗称野指针。

    volatile int a = 0x12345678;    int b = 0x99991199;    int c = 1;c = a;int *p1 = &b;char *p2 =(char *)&b;printf("the p1+1 is %x,%x,%x\n", (p1+1), p1[10],*p1+1 );the p1+1 is 1ff754,73ef12ee,9999119a

这是指针的越界，从语法角度越界是允许的，粗暴一点就理解为修改游戏的一些参数，开外挂。
但是在产品中，不能越界，因为会出现一些未知的Bug，导致出现严重Bug。造成不可估量的损失。内存泄漏

有些内存段是不能读的，强行访问就会出现段错误。

越界访问：

    volatile int c = 0x11223346;volatile int a = 0x12345678;  int b = 0x11223344;// a = 100;// printf("the p2+1 is %x,%x,%x\n", a,p2,c);int *p = &b;// int *p1 = &a;      // p[1] = 0x100;printf(" %x,%x\n", p,*p);printf(" %x\n", *(p) );    printf(" %x\n", p[1]);  printf(" %x\n", p[2]);  printf(" %x\n", p[3]);  printf(" %x\n", p[4]);ca7ff73c,11223344112233441234567811223346ca7ff73c8int c = 0x11223346;int a = 0x12345678;  int b = 0x11223344;// a = 100;// printf("the p2+1 is %x,%x,%x\n", a,p2,c);int *p = &b;// int *p1 = &a;      // p[1] = 0x100;printf(" %x,%x\n", p,*p);printf(" %x\n", *(p) ); printf(" %x\n", p[1]);  printf(" %x\n", p[2]);  printf(" %x\n", p[3]);  printf(" %x\n", p[4]);b47ffc8c,1122334411223344b47ffc8ce71234567811223346

可以看出这两个部分增加Volatile是有区别的，这是跟内存和编译器是有很大区别。

并且const并不是不能改变，只是一种建议字符，可以通过越界的方式访问

    int c = 0x11223346;const int a = 0x12345678;  int b = 0x11223344;// a = 100;// printf("the p2+1 is %x,%x,%x\n", a,p2,c);int *p = &b;// int *p1 = &a;      p[3] = 0x100;printf(" %x,%x\n", p,*p);printf(" %x\n", *(p) );    printf(" %x\n", p[1]);  printf(" %x\n", p[2]);  printf(" %x\n", p[3]);  printf(" %x\n", p[4]);1c5ffe0c,11223344112233441c5ffe0c8210011223346

可以看出const修饰的a还是被改变了。
所以一定不能越界，不然就会出现未知错误。

但是这里有一些疑问，例如为什么内存地址没有连续，以及增加了volatile以后就会不一样，这可能需要以后了解了编译器原理才能对此进行深入理解，暂时就先不纠结了。

指针逻辑操作符

<= >= == != &&

一般是用的是跟一个特殊值进行比较，== 或者！= 0x0. 0值进行比较地址的无效值，结束标志，没有空间。
NULL 这个就是一个0，只不过是一个任意类型的0。

指针是同类型比较，才能编译通过。不能说char和int进行比较。

多级指针（二维指针）

int * *P

说白了就是存放的是地址，只不过这个地址指向的是一个值。
说穿了就是一级一级的套娃，
只是将一级指针的地址给存储起来了。

char ** p
二维指针。
把一些毫不相干的东西，组合成一种线性关系。描述的不是内存是什么，而是内存与内存之间的关系。
感性理解是
在这里插入图片描述
原本这两个字符的内存是不连续的，可以说是毫无关系，但是我通过多级指针，可以将他们的内存联系起来，构造到一个连续的内存空间，“相当于是将原本存储字符串的内存地址，在外面给包裹起来了，然后让他们的地址存出来连续的内存中，多了一层封装，从而形成了一段线性关系。”
二维指针的大小，
p[m]== NULL的时候，相当于这个内存空间结束了。二维指针结束标志。
在这里插入图片描述一定要记住这个模型，
地址的结束标志是NULL，

在这里插入图片描述

static关键字

static uint8_t bvalid = 0;和static uint8_t bvalid; bvalid = 0;` 这两种写法在语法和底层逻辑上存在关键区别，能否等价替换取决于代码所处的作用域和实际需求。以下是具体分析：

1. 全局作用域或文件作用域

原写法 static uint8_t bvalid = 0;
这是标准的静态变量初始化方式，编译器会在程序启动时自动完成初始化，且仅执行一次。静态变量的默认初始化值为0，但显式赋初值（如=0）可以提高代码可读性
改写为 static uint8_t bvalid; bvalid = 0;
语法错误：在全局作用域中，bvalid = 0; 是赋值语句，无法直接出现在函数体外。C语言规定全局作用域只能进行变量声明和初始化，不能包含可执行代码

2. 函数内部（局部静态变量）

原写法 static uint8_t bvalid = 0;
这是局部静态变量的初始化方式，仅在首次进入函数时执行一次，后续调用时保留修改后的值
```
void func() {static uint8_t bvalid = 0;  // 仅初始化一次bvalid++;printf("%d", bvalid);  // 输出会递增：1, 2, 3...
}
```
改写为 static uint8_t bvalid; bvalid = 0;
虽然语法合法，但语义不同：bvalid = 0; 会在每次调用函数时执行，导致静态变量被重复重置为0。例如：
```
void func() {static uint8_t bvalid;      // 默认初始化为0（仅一次）bvalid = 0;                // 每次调用时赋值bvalid++;printf("%d", bvalid);      // 始终输出1
}
```
这破坏了静态变量的“持久性”特性

3. 总结与建议

场景	原写法 `static uint8_t bvalid = 0;`	改写 `static uint8_t bvalid; bvalid = 0;`
全局/文件作用域	正确，初始化仅一次	语法错误，无法编译通过
函数内部	正确，初始化仅一次，保留持久性	合法但语义错误，每次调用都会重置变量

推荐做法：
若需静态变量仅初始化一次并保留其持久性，必须使用原写法。
若需每次进入作用域时重置值（如函数内需重复初始化的场景），应避免使用静态变量，改用普通局部变量。

4. 底层机制

初始化 (=0)：
在编译或首次运行时完成，存储在程序的.data或.bss段（未显式初始化的静态变量默认置0）
赋值 (bvalid = 0)：
是运行时操作，每次执行时覆盖当前值，可能产生额外的机器指令

5. 特殊情况

若静态变量是复杂类型（如结构体或类对象），初始化和赋值可能涉及构造函数与赋值运算符的调用差异，但对基本类型（如uint8_t）两者效果相同（仅语义不同）

结论：在用户提供的代码片段中，若 bvalid 需保持静态变量的持久性，不能直接改写为分开的声明和赋值形式。若在函数内部强制要求每次调用时重置值，需权衡是否真正需要静态存储特性。

volatile关键字

typedef

指针运算符加减标签操作

越界访问：

指针逻辑操作符

多级指针（二维指针）

static关键字

1. ​全局作用域或文件作用域​

2. ​函数内部（局部静态变量）​​

3. ​总结与建议​

4. ​底层机制​

5. ​特殊情况​

相关文章：

1. 全局作用域或文件作用域

2. 函数内部（局部静态变量）

3. 总结与建议

4. 底层机制

5. 特殊情况