C++—14、C++ 中的指针最基础的原理

       这里的指针是指原始指针，并非智能指针。计算机跟内存打交道，内存是计算机的一切，编程中最重要的东西可能就是内存。当你编写一个应用程序并启动它时，整个程序被载入内存，在你写的代码中，所有指令告诉计算机要做什么,所有这些被加载到内存中，这就是cpu如何访问你的程序并执行指令的。当你创建一个变量时，当你从硬盘中载入数据时，所有东西都会被存储到内存中，如果没有内存，你将什么也做不了。而指针对管理和操纵内存很重要。所以什么是指针？

一、指针的定义

指针是一个无符号整数（unsigned int），其值表示一个内存地址（其存储一个内存地址）。

因为我们代码所做的每一件事都是从内存中读取或者写入内存。内存可能是你拥有的至关重要的东西，你的电脑所能提供的重要的资源，所有的东西都依赖它，所以能够对这些内存有更多的控制至关重要。指针的类型与指针的值没有任何关系，类型只是我们虚构出来的，好让我们感觉轻松些，别管你有什么类型的指针，里面存放的都是个整数，都是个地址。

二、实例应用

新建项目，里面只有一个main.cpp文件。

这里新建个指针，void类型的，把变量var的地址存里面了。

再次强调，指针是没有什么类型的，里面存储的只是一个地址，一个整数，如果要是说有类型，只是指它所存储的地址所指的里面是存放什么类型的数据而已。

指针如果是空的话，我们可以这样写：

void*ptr=nullptr；

我们如上图所示F9来设置断点，按F5来调试程序。

当我们把鼠标悬停在ptr上时，显示一个地址0X0034FA58.我们把内存视图调出来

我们输入这个地址来看一看，这个地址中存放的是什么？

发现这个地址中正好存放的是8，变量var的值。

从这个实例中我们更加理解了，指针是个变量，是个存储地址的变量。

三、*指针

假设我想读取我的数据，我有指向那个数据的指针，现在我想写入或者读取这块数据，或者我想更改他，任何更改呢？

这时候逆向引用，就派上用场了，可以通过在指针前面加上个星号来实现。

*ptr，我实际上在逆向引用那个指针，也就是我现在在访问那块数据，我可以读取或者写入那块数据。例如我将值10写入。

如果这样做可能会产生错误，因为这里的类型指的是指针所指的地址的数据类型，为void。

测试下：

计算机如何从能把值写道一个void类型上去？这里的10，有可能是短整型2个字节，int是4个字节，long int是8个字节，它不知道该写入多少个字节的数据。其实这时应该用到类型了。程序修改如下：

我们来告诉编译器他就是个int类型，4个字节。记住是我们告诉编译器的，并不是编译器自己思考的。

我们来把这个值输出一下看看对不？

可以看到值已经被修改。

我们可以通过调试来观察内存的变化。

通过上面实例我们可以看出，通过星指针就是在访问那块数据，就可以写入那块内存。

现在对于指针的工作，大家应该很清楚了吧!

总结一下：指针就是指向内存中的一个位置。有些人说它指向一块内存，虽然不是很准确，因为我们不知道那块内存有多大。在上面这种情况下，我们知道，因为是int类型，是4个字节。

在实际的指针中并没有说内存有多大，当我们创建数组的时候，它有记录大小。确切的说它没有保存数据，我们不应该知道它有多大。

指针只是一个整数，也就是一个内存地址。

四、堆上内存分配

char是一个字节，这里我问他要的是8个字节的内存，并返回了指向这个内存开始地址的指针。然后我们可以使用memset的函数来填充这块内存，函数参数为指向这块地址开始地址的指针，然后是值，然后是大小就是需要填充多少字节。

调试运行

输入查询内存，发现

由于这里使用了new关键字，所以该数据是分配在heap上的

五、堆和栈

Heap 和 Stack 是计算机科学中两个基本的概念，它们在内存管理和数据结构方面扮演着重要的角色。以下是关于 Heap 和 Stack 的详细解释和比较。

堆（Heap）

定义：堆是一种内存区域，通常由程序员手动分配和释放内存。如果程序员不释放内存，程序结束时操作系统可能会回收这部分内存4。

特点：

• 手动管理：程序员需要显式地使用 malloc 或 new 等函数来分配内存，使用 free 或 delete 来释放内存21。
• 动态大小：堆的大小在程序运行期间可以动态变化，没有固定的大小限制，但受到系统可用内存的限制2。
• 内存碎片：频繁的内存分配和释放可能导致内存碎片，影响性能2。
• 生长方向：堆的增长方向通常是向上的，即向内存地址增加的方向扩展2。

栈（Stack）

定义：栈是一种内存区域，由编译器自动分配和释放内存，通常用于存储函数的局部变量和参数4。

特点：

• 自动管理：编译器自动管理栈内存的分配和释放，不需要程序员显式地进行内存管理21。
• 固定大小：栈的大小在程序开始时就已经确定，通常较小，受限于系统资源2。
• 无内存碎片：由于栈采用先进后出（LIFO）的结构，不会产生内存碎片问题2。
• 生长方向：栈的增长方向通常是向下的，即向内存地址减小的方向扩展2。

主要区别

 C++ 中，声明一个对象并在堆上分配内存的示例如下：

bject* p = new Object();

而在栈上分配内存的示例如下

Object obj;

六、指针的指针

如下：

注意这里说了需要手动释放，所以应该为：

设置断点在第8行，我们来调试一下：

我们在ptr的值输入内存：

这个值006fe648正好是buff的值，

而buff变量的值作为地址，里面放的是0.也就是这个指针变量放的是另一个指针的地址，另一个指针的地址指向一个内存空间的开始地址。