5.1　不同类型指针之间的区别和联系

在本书的第1章中就对指针做了初步介绍，同时也交代了不可能用一个小节的内容来讲解指针，因此这里特地用一章的篇幅讲解指针。

前面已初步介绍了不同类型指针之间的区别，但是并没有进行详细分析，那么不同类型的指针之间究竟有什么样的区别和联系呢？

1.不同类型的指针

在讲解不同类型指针的区别和联系之前先来看下面的一段代码，然后对其区别和联系加以总结。

include＜stdio.h＞

int main（void）

{

char a=1，*pa；

int b=2，*pb；

double c=3，*pc；

pa=＆a；

pb=＆b；pc=＆c；

printf（"char型指针pa占用内存大小为：%d字节\n"，sizeof（pa））；

printf（"int型指针pb占用内存大小为：%d字节\n"，sizeof（pb））；

printf（"double型指针pc占用内存大小为：%d字节\n\n"，sizeof（pc））；

printf（"char型指针pa所指向内存区域的大小为：%d字节\n"，sizeof（*pa））；

printf（"int型指针pb所指向内存区域的大小为：%d字节\n"，sizeof（*pb））；

printf（"double型指针pc所指向内存区域的大小为：%d字节\n\n"，sizeof（*pc））；

printf（"char型变量a的地址为：%d\n"，pa）；

printf（"int型变量b的地址为：%d\n"，pb）；

printf（"double型变量c的地址为：%d\n"，pc）；

return 0；

}

运行结果：

char型指针pa占用内存大小为：4字节

int型指针pb占用内存大小为：4字节

double型指针pc占用内存大小为：4字节

char型指针pa所指向内存区域的大小为：1字节

int型指针pb所指向内存区域的大小为：4字节

double型指针pc所指向内存区域的大小为：8字节

char型变量a的地址为：1245052

int型变量b的地址为：1245044

double型变量c的地址为：1245032

从上面的运行结果可以看出，虽然定义了不同类型的指针，但是它们在内存中都占有4字节的大小，这也进一步验证了前面所讲的内容，指针变量占用内存的大小与它本身的类型无关，而是由使用的计算机决定的。但是不同类型的指针之间也是有区别的，因为不同类型的指针变量所指向内存区域的大小并不相同，可以通过图5-1来了解不同类型的指针在内存中的结构。

图　5-1　不同类型指针的内存结构

结合上面的运行结果和图5-1可以清楚地发现，不同类型的指针在内存中所指向的内存区域的大小并不相同。在第1章中也强调过，不能把指针简单地理解为地址，虽然时常听到“指针就是地址，地址就是指针”这样的说法，但是我们应该将指针与所指向的内存区域结合起来，这样就可以对指针有更加深入的认识，在编程的时候才能够对指针的运用做到心中有数。

2.普通指针和数组指针

普通指针和数组指针之间又有什么样的区别和联系呢？在给出区别之前，先一起来看看下面的一段代码。

include＜stdio.h＞

int main（void）

{

char a[4]；

char（pa）[4]，pb；

pa=＆a；

pb=＆a[0]；

printf（"char型数组指针pa做占用的内存大小为：%d\n"，sizeof（*pa））；

printf（"char型指针pb做占用的内存大小为：%d\n\n"，sizeof（*pb））；

printf（"pa=%d\tpa+1=%d\n"，pa,pa+1）；

printf（"pb=%d\tpb+1=%d\n"，pb,pb+1）；

return 0；

}

运行结果：

char型数组指针pa做占用的内存大小为：4

char型指针pb做占用的内存大小为：1

pa=1245052 pa+1=1245056

pb=1245052 pb+1=1245053

在上面的代码中，＆a和＆a[0]都表示char型数组a的首地址，但是它们的类型并不相同，这是因为＆a[0]仅表示数组中一个char型变量的地址，与一个普通的char型变量无异。值得注意的是＆a，在此之前也对其进行过相应的分析，先将char a[4]变形为char（＆a）[4]，这时会清楚地发现＆a并不是一个简单的char型指针，而是一个char[4]型的指针，所以接下来定义了一个数组指针char（pa）[4]来存放＆a，如果不定义数组指针char（pa）[4]，而定义一个charpa，使用pa=＆a就会出现“error C2440：'='：cannot convert from'char（）[4]'to'char*'”错误，这是因为两者的类型不匹配。如图5-2所示为指针pa、pa+1、pb、pb+1的内存结构。

图　5-2　指针pa、pa+1、pb、pb+1的内存结构

通过上面的运行结果和图5-2发现，数组指针pa和pb所指向的是同一个起始地址，但是由于指针的类型不同，所指向的内存单元的大小也不一样，因此在进行指针运算时得到的结果也不相同。pb到pb+1的变化大小由它所指向的类型决定，由于指针是字符指针，所以变化为一个字节，如果是整型指针，那么变化是4字节；而pa到pa+1的变化大小为4字节，正好为pa指针所指向的类型char*[4]，所以在做相应的指针运算时尤其要注意指针所指向的类型。

3.不同类型指针间的强制转换

如果强制转化指针的类型，那会出现什么情况呢？先一起来看看下面的一段代码。

include＜stdio.h＞

int main（void）

{

int a；

int*pa；

pa=＆a；

a=0x12345678；

printf（"int型指针pa的值为：%x\n"，pa）；

printf（"char型指针pa的值为：%x\n\n"，（char*）pa）；

printf（"int型指针pa所指内存单元的值为：%x\n"，*pa）；

printf（"char型指针pa所指内存单元的值为：%x\n"，（char）pa）；

return 0；

}

运行结果：

int型指针pa的值为：12ff7c

char型指针pa的值为：12ff7c

int型指针pa所指内存单元的值为：12345678

char型指针pa所指内存单元的值为：78

从上面的运行结果可以看出。int型指针变量pa中存放变量a的地址，通过（char*）pa将int型指针变量强制转换为char型指针变量，指针的值并没有发生变化，因为任何指针在32位计算机中都用4个字节来表示，所以指针值不会随指针类型的变化而改变。值得注意的是，强制转换后指针所指的内存单元发生了变化，之前pa是整型指针，占用4字节的大小，转换之后变为char型指针，占用1字节的大小，所以接下来采用printf（）函数打印出pa指针变化前后所指内存单元的内容时得到的结果不同，如图5-3所示。

通过图5-3可以更加直观地了解指针转换前后pa指针所指向的内存单元的大小。

图　5-3　char型指针pa和int指针pa的内存结构

这里要插入一个知识点，那就是计算机中的大小端模式。所谓小端模式，是数据的低位保存在内存的低地址中，高位保存在内存的高地址中；大端模式就是数据的低位保存在内存的高地址中，而高位保存在内存的低地址中。

很多人对于大小端模式不是太在意，因为大多数情况下在计算机上编程时好像不需要了解它。但是现在很多芯片，如ARM、DSP等，在使用的过程中要尤其注意是大端模式还是小端模式，这直接影响编写代码的方式。如果计算机是大端模式，而我们按照小端模式的方法来编写，那么对于数据的处理就不会按照预期的方式进行，最终得到的也不是想要的结果。在此讲解一下如何判断使用的计算机是小端模式还是大端模式。

include＜stdio.h＞

int main（void）

{

int a；

int*pa；

pa=＆a；

a=0x11223344；

if（0x44==（char）pa）

printf（"小端模式！\n"）；

else

printf（"大端模式！\n"）；

return 0；

}

运行结果：

小端模式！

在上面的代码中，先定义了一个整型变量a，其初始值为0x11223344，同时定义了一个整型指针指向变量a的内存地址，然后通过（char*）pa将整型指针转换为字符指针，如果转换后的字符指针的值为0x44，那么计算机为小端模式，否则为大端模式。这样判断的依据是指针指向的内存单元的起始地址，即低地址，如果转换为字符指针后，其存储单元的值为0x44，那么说明低地址部分保存的是低位，即为小端模式，否则为大端模式。