C語言超詳細講解宏與指標的使用

2022-06-13 18:00:04

1、關於define

define是一個預處理指令，有兩種用法，一種是用define定義常數；另外一種是define定義宏。

下面的例子為利用define定義常數

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#define MAX 1000
#include <stdio.h>
int main()
{
	printf("%dn",MAX);
	return 0;
}

執行結果為1000.

下面的例子是define定義宏

#define ADD(X,Y) X+Y
int main()
{
	printf("%dn",ADD(2,3));
	return 0;
}

執行結果為5.

將printf("%dn",ADD(2,3));改為printf("%dn",4*ADD(2,3));，則執行結果為11.預期的執行結果為4x5=20，為什麼會出現這樣的結果呢？因為define定義宏是替換，就變成了4x2+3=11了，4x2為X，Y仍然是3。如何讓其得到正確的結果20呢？在寫宏的時候，將X與Y括起來，因為X與Y可能不是簡單的數位，它可能是表示式，所以定義宏的時候應該是這樣的定義方法：#define ADD(X,Y) (X+Y)，這樣一來執行結果就是我們所預期的結果了。

2、初識指標

（1）記憶體

我們買回來的電腦記憶體可能是4g、8g、16g，這麼大的記憶體空間我們該如何去使用它呢？記憶體屬於空間，記憶體的使用相當於空間的使用，與現實生活中空間的使用很相似。現實生活中是怎麼找到空間的呢？是通過地址，而地址又跟房間所關聯。比如：北京市海淀區某街道100號。

記憶體是電腦上特別重要的記憶體，計算機中所有的程式的執行都是在記憶體中進行的，所以為了有效地使用記憶體，就把記憶體劃分成一個一個小的記憶體單元，每個記憶體單元的大小是1個位元組，為了能夠有效地存取到記憶體的每個單元，就給記憶體單元進行了編號，這些編號被稱為記憶體單元的地址。

如下圖所示：

問題來了，記憶體是怎麼編號的呢？一個這樣的記憶體單元是多大空間？

對於機器來說，有32位元機器，也有64位元機器；32位元機器指的是有32根地址線，地址線就是物理線，物理線是可以通電的，通電的時候電訊號轉換成數位資訊：正電是1，負電是0，就變成1和0組成的二進位制序列。

對於32位元機器有32位元地址線，那麼32位元地址線組成的訊號排列有很多很多種,多達2的32次方個，這些序列都可以作為記憶體的編號（從0開始到2^32-1），我們把這些編號稱為記憶體單元的地址

00000000 00000000 00000000 00000000

…

01111111 11111111 11111111 11111111

10000000 00000000 00000000 00000000

…

11111111 1111111 111111111 111111111

一個這樣的記憶體單元是多大的空間呢？

假設一個記憶體單元是1bit

232=4294 967 296bit

232 /8 =536870912 byte

232 /8/1024 =524288kb

232 /8/1024/1024=512MB

232 /8/1024/1024/1024=0.5GB

實際上在32位元機器的時候，2GB的記憶體已經很常見了。C語言中最小的單位是char型別，char型別是1byte=8bit-8個地址，有點浪費地址了。最終平衡一下，一個記憶體單元是一個位元組的空間，然後進一步地分配地址的。

（2）範例

int main()
{
	int a = 10;//a在記憶體中是要分配空間的，給a分配4個位元組，那麼給a分配的4個位元組是哪4個位元組呢？
	printf("% pn", &a);//%p專門用來列印地址的
	int* pa = &a;//pa是用來存放地址的，在c語言中pa是叫指標變數（取a的地址，將a的地址放到pa裡面去）
	//*說明pa是指標變數，int說明pa執行的物件是int型別的
	return 0;
}

執行結果為：00000054E6EFFBE4，&a拿到的是四個位元組中的第一個位元組的地址。

再舉個例子：

int main()
{
	char ch = 'w';
	char * pc = &ch;
	printf("%pn",pc);
	return 0;
}

執行結果為：

000000ACD04FF934

（3）指標的使用範例

地址如何儲存？需要定義指標變數

int main()
{
	int  num = 10;
	int * p;//p為一個整型指標變數
	p = &num;
	printf("%pn",p);
	return 0;
}

00000030714FFB74

指標的使用範例：

#include <stdio.h>
int main()
{
	int a = 10;
	int* pa = &a;
	//*pa就是通過pa裡面的地址找到a，這裡的*叫解除參照操作符，是單目操作符
	* pa = 20;
	printf("% dn" , a);
	return 0;
}
//修改a的值可以不直接改a，可以通過地址來間接地改a。

執行結果為20.修改a的值可以不直接改a，可以通過地址來間接改a。

（4）指標變數的大小

int main()
{
	printf("%dn",sizeof(char *));
	printf("%dn", sizeof(short *));
	printf("%dn", sizeof(int *));
	printf("%dn", sizeof(double *));
	return 0;
}

執行結果均為8（其它幾種型別的指標大小也是8）：