为什么 malloc 返回一个指针？ 指针有什么用？

Question

我正在努力理解指针的用处。 我已经阅读了类似问题的答案，但它们似乎并没有让我明白。

假设我们想要动态分配一些空间来使用变量，我们会做这样的事情： int *i = malloc(sizeof(int)) 。 我不明白为什么 C 的创建者觉得需要一个指针来完成这项工作。 为什么他们没有 malloc 返回（void）类型的 memory（如果这通常不可能，请纠正我）而不是指向该memory 的（void *）指针。 其语法类似于int i = malloc(sizeof(int)) 。

我知道这个问题可能很抽象，因为我没有解释我的大脑所需的所有知识。 如果我说的东西没有意义，请随时告诉我，以便我详细说明。 先感谢您！

Answer 1

malloc不知道 memory 的分配用途。 以向量的 memory 分配为例。 就像是

ptr = malloc(70 * sizeof(int));

您可以在那里写一些 integer 数字，然后例如读取相同的向量作为字符串。

指针的一个重要用途是通过间接进行高效编程。 跑

#include <stdio.h>

int main()
{
    int ref = 99;
    int *a=&ref;
    int *b=a;
    printf("a:%d b:%d ref:%d\n", *a,*b,ref);
    *a = 100;
    printf("a:%d b:%d ref:%d\n", *a,*b,ref);
    return 0;
}

看看会发生什么。 在大型向量处理应用程序中，一次更改更多值会带来性能提升。

Answer 2

C 没有其他方法来区分值类型（存储到 memory 单元格）和引用类型（存储对值的引用）。 一旦您考虑结构或 arrays，它就会变得更加明显，即您无法存储到单个 memory 单元中的所有内容。

int *p = malloc(n*sizeof(int)); 

上面的表达式不可能翻译成您建议的语法的合理等价物；

int p = malloc(n*sizeof(int)); 

如果取消指针语法，则只有一个选择： p包含分配空间的 memory 地址（巧合的是，这也是 integer 值）。 这意味着每个指针（或引用类型）变量都是int类型，询问您要转换（并且仍然需要引用运算符）。