C中的內存尋址和指針

Question

這取自C，並基於此。 假設我們有一個32位指針

char* charPointer;

它指向內存中包含某些數據的某個位置。 它知道此指針的增量以1字節為單位，以此類推。另一方面，

int* intPointer;

也指向內存中的某個位置，如果我們增加它，它知道如果我們加1，它應該增加4個字節。

問題是，如果這些指針顯然包含一些信息，可以使它們彼此分開，例如char*或char* ，那么我們如何能夠使用這些指針來尋址全部32位可尋址空間（2 ^ 32）-4 GB。 int* ，所以這不給我們留下32個字節，而是更少。

當我輸入這個問題時，我想到了，也許都是語法糖，真的適合編譯器嗎？ 也許原始指針僅為32位，並且與類型無關？ 是這樣嗎

Answer 1

您可能會對編譯時間與運行時間感到困惑。

在編譯過程中， gcc （或任何C編譯器）知道指針的類型，尤其是知道該指針變量指向的數據的類型。 因此， gcc可以發出正確的機器代碼。 因此，將int *變量的增量（在具有32位int的32位計算機上）轉換為4（字節）的增量，而將char*變量的增量轉換為1的增量。

在運行時，編譯的可執行文件（它不在乎或不需要gcc ）僅處理機器指針，通常是字節地址（或某個字的開頭）。

類型（在C程序中）在運行時未知。

^{其他一些語言（Lisp，Python，Javascript等）要求在運行時知道這些類型。 在最近的C ++（但不是C）中，某些對象（具有虛擬功能的對象）可能具有RTTI 。}

Answer 2

它確實是語法糖。 考慮以下代碼片段：

int t[2];
int a = t[1];

第二行等效於：

int a = *(t + 1); // pointer addition

它本身等效於：

int a = *(int*)((char*)t + 1 * sizeof(int)); // integer addition

編譯器檢查類型之后，它將放棄強制類型轉換，僅適用於地址，長度和整數加法。

Answer 3

是。 原始指針是32位數據（或16位或64位，具體取決於體系結構），並且不包含其他任何內容。 無論是int * ， char * ， struct sockaddr_in *都只是編譯器的信息，它知道遞增時實際要添加的數字，以及取消引用時要具有的類型。

Answer 4

您的假設是正確的：要查看如何處理不同類型的指針，請嘗試運行以下程序：

int main()
{
    char * pc = 0;
    int * pi = 0;

    printf("%p\n", pc + 1);
    printf("%p\n", pi + 1);

    return 0;
}

您會注意到，向char *添加1將其數值增加1，而對int *進行相同的增加4（這是我機器上int的大小）。

Answer 5

就像您最后所說的那樣-C語言中的類型只是一個編譯時概念，它告訴編譯器如何為可以對變量執行的各種操作生成代碼。

最后，指針僅歸結為它們指向的地址，一旦編譯代碼，語義信息就不再存在。

Answer 6

遞增int *指針與遞增char *的不同之處僅在於，將指針變量聲明為int *。 您可以將int *轉換為char *，然后它將以1個字節遞增。

所以，是的，它們全都是語法糖。 它使某些類型的數組處理更加容易，並使void *用戶感到困惑。