C指针地址操作|极客教程

C指针地址操作符

地址操作符&会返回操作数的地址。我们可以用这个操作符来初始化pi指针，如下所示：

num = 0;
pi = &num;

num变量设置为0，而pi设置为指向num的地址：

内存赋值

可以在声明变量pi的同时把它初始化为num的地址，如下所示：

int num;
int *pi = &num;

有了以上声明，下面的语句在大部分编译器中都会报语法错误：

num = 0;
pi = num;

错误看起来可能是这样的：

error: invalid conversion from 'int' to 'int*'

pi变量的类型是整数指针，而num的类型是整数。这个错误消息是说整数不能转换为指向整数类型的指针。

把整数赋值给指针一般都会导致警告或错误。

指针和整数不一样。在大部分机器上，可能两者都是存储为相同字节数的数字，但它们不一样。不过，也可以把整数转换为指向整数的指针：

pi = (int *)num;

这样不会产生语法错误。不过运行起来后，程序可能会因为试图解引地址0处的值而非正常退出。在大部分操作系统中，在程序中使用地址0是不合法的。我们会在1.1.8节中详细讨论这个问题。

尽快初始化指针是一个好习惯，如下所示：
int num;
int *pi;
pi = &num;

打印C指针的值

我们实际使用的变量几乎不可能有100或104这样的地址。不过，变量的地址可以通过打印来确定，如下所示：

int num = 0;
int *pi = &num;

printf("Address of num: %d Value: %d\n",&num, num);
printf("Address of pi: %d Value: %d\n",&pi, pi);

运行后，会得到下面的输出。在这个例子中我们用了真实的地址，你的地址可能会不一样：

Address of num: 4520836  Value: 0
Address of pi: 4520824  Value: 4520836

printf函数还有其他几种格式说明符在打印指针的值时比较有用

格式说明符	含义
`%x`	将值显示为十六进制数
`%o`	将值显示为八进制数
`%p`	将值显示为实现专用的格式，通常是十六进制数

这些说明符的用法如下：

printf("Address of pi: %d Value: %d\n",&pi, pi);
printf("Address of pi: %x Value: %x\n",&pi, pi);
printf("Address of pi: %o Value: %o\n",&pi, pi);
printf("Address of pi: %p Value: %p\n",&pi, pi);

这样就会显示pi的地址和内容，如下所示。在这个例子中，pi持有num的地址：

Address of pi: 4520824  Value: 4520836
Address of pi: 44fb78  Value: 44fb84
Address of pi: 21175570  Value: 21175604
Address of pi: 0044FB78  Value: 0044FB84

%p和%x的不同之处在于：%p一般会把数字显示为十六进制大写。如果没有特别说明，我们用%p作为地址的说明符。

在不同的平台上用一致的方式显示指针的值比较困难。一种方法是把指针转换为void指针，然后用%p格式说明符来显示，如下：

printf("Value of pi: %p\n", (void*)pi);

void指针会在1.1.8节的“void指针”中解释。为了保证示例简单，我们会用%p说明符，而不把地址转换为void指针。

虚拟内存和指针

让打印地址变得更为复杂的是，在虚拟操作系统上显示的指针地址一般不是真实的物理内存地址。虚拟操作系统允许程序分布在机器的物理地址空间上。应用程序分为页（或帧），这些页表示内存中的区域。应用程序的页被分配在不同的（可能是不相邻的）内存区域上，而且可能不是同时处于内存中。如果操作系统需要占用被某一页占据的内存，可以将这些内存交换到二级存储器中，待将来需要时再装载进内存中（内存地址一般都会与之前的不同）。这种能力为虚拟操作系统管理内存提供了相当大的灵活性。

每个程序都假定自己能够访问机器的整个物理内存空间，实际上却不是。程序使用的地址是虚拟地址。操作系统会在需要时把虚拟地址映射为物理内存地址。

这意味着页中的代码和数据在程序运行时可能位于不同的物理位置。应用程序的虚拟地址不会变，就是我们在查看指针内容时看到的地址。操作系统会帮我们将虚拟地址映射为真实地址。

操作系统处理一切事务，程序员无法控制也不需要关心。理解这些问题就能解释在虚拟操作系统中运行的程序所返回的地址。