[免费下载 c语言深度解剖[1]- 第13部分

#pragma　
pack（n）　
//n=1；2；4；8；16保存当前对齐方式，设置按　
n字节对齐　


#pragmapack（pop）　
//packingstack出栈，并将对其方式设置为出栈的对齐方

3。7；#运算符　
#也是预处理？是的，你可以这么认为。那怎么用它呢？别急，先看下面例子：　


#defineSQR（x）　
printf（〃Thesquareof　
x　
is％d。n〃；（（x）*（x）））；

如果这样使用宏：　


SQR（8）；

则输出为：　


Thesquareof　
x　
is64。
注意到没有，引号中的字符　
x被当作普通文本来处理，而不是被当作一个可以被替换的语言
符号。

假如你确实希望在字符串中包含宏参数，那我们就可以使用　
“#”，它可以把语言符号转
化为字符串。上面的例子改一改：　


#defineSQR（x）　
printf（〃Thesquareof　
〃#x〃　
is％d。n〃；（（x）*（x）））；

再使用：　


SQR（8）；

则输出的是：　


Thesquareof　
8　
is64。
很简单吧？相信你现在已经明白#号的使用方法了。


3。8，##预算符
和#运算符一样，##运算符可以用于宏函数的替换部分。这个运算符把两个语言符号组


合成单个语言符号。看例子：　


#define　
XNAME（n）　
x##n

如果这样使用宏：　


XNAME（8）

则会被展开成这样：　


x8

看明白了没？##就是个粘合剂，将前后两部分粘合起来。


第四章指针和数组

几乎每次讲课讲到指针和数组时，我总会反复不停的问学生：到底什么是指针？什么
是数组？他们之间到底是什么样的关系。从几乎没人能回答明白到几乎都能回答明白，需
要经历一段“惨绝人寰”的痛。指针是　
C/C＋＋的精华，如果未能很好地掌握指针，那　
C/C＋＋
也基本等于没学。可惜，对于刚毕业的计算机系的学生，几乎没有人真正完全掌握了指针
和数组、以及内存管理，甚至有的学生告诉我说：他们老师认为指针与数组太难，工作又
少用，所以没有讲解。对于这样的学校与老师，我是彻底的无语。我没有资格去谴责或是
鄙视谁，只是窃以为，这个老师肯怕自己都未掌握指针。大学里很多老师并未真正写过多
少代码，不掌握指针的老师肯定存在，这样的老师教出来的学生如何能找到工作？而目前
市面上的书对指针和数组的区别也是几乎避而不谈，这就更加加深了学生掌握的难度。我
平时上课总是非常细致而又小心的向学生讲解这些知识，生怕一不小心就讲错或是误导了
学生。还好，至少到目前为止，我教过的学生几乎都能掌握指针和数组及内存管理的要点，
当然要到能运用自如的程度还远远不够，这需要大量的写代码才能达到。另外需要说明的
是，讲课时为了让学生深刻的掌握这些知识，我举了很多各式各样的例子来帮助学生理解。
所以，我也希望读者朋友能好好体味这些例子。

三个问题：　


A），什么是指针？　
B），什么是数组？　
C），数组和指针之间有什么样的关系？
4。1，指针
4。1。1，指针的内存布局
先看下面的例子：　


int*p；

大家都知道这里定义了一个指针　
p。但是　
p到底是什么东西呢？还记得第一章里说过，
“任何一种数据类型我们都可以把它当一个模子”吗？p，毫无疑问，是某个模子咔出来的。
我们也讨论过，任何模子都必须有其特定的大小，这样才能用来“咔咔咔”。那咔出　
p的这
个模子到底是什么样子呢？它占多大的空间呢？现在用　
sizeof测试一下（　
32位系统）：sizeof

（p）的值为　
4。嗯，这说明咔出　
p的这个模子大小为　
4个　
byte。显然，这个模子不是“　
int”，
虽然它大小也为　
4。既然不是“　
int”那就一定是“　
int*”了。好，那现在我们可以这么理解
这个定义：
一个“　
int*”类型的模子在内存上咔出了　
4个字节的空间，然后把这个　
4个字节大小的


空间命名为　
p，同时限定这　
4个字节的空间里面只能存储某个内存地址，即使你存入别的任
何数据，都将被当作地址处理，而且这个内存地址开始的连续　
4个字节上只能存储某个　
int
类型的数据。

这是一段咬文嚼字的说明，我们还是用图来解析一下：　


4bytepp4p0x0000FF00100x0000FF00int0x0000FF00p4bytep
如上图所示，我们把　
p称为指针变量　
；p里存储的内存地址处的内存称为　
p所指向的内存。
指针变量　
p里存储的任何数据都将被当作地址来处理。

我们可以简单的这么理解：一个基本的数据类型（包括结构体等自定义类型）加上　
“*”
号就构成了一个指针类型的模子。这个模子的大小是一定的，与“　
*”号前面的数据类型无
关。“*”号前面的数据类型只是说明指针所指向的内存里存储的数据类型。所以，在　
32位
系统下，不管什么样的指针类型，其大小都为　
4byte。可以测试一下　
sizeof（void　
*）。

4。1。2，“*”与防盗门的钥匙
这里这个“　
*”号怎么理解呢？举个例子：当你回到家门口时，你想进屋第一件事就是
拿出钥匙来开锁。那你想想防盗门的锁芯是不是很像这个　
“*”号？你要进屋必须要用钥匙，
那你去读写一块内存是不是也要一把钥匙呢？这个“　
*”号就是不是就是我们最好的钥匙？
使用指针的时候，没有它，你是不可能读写某块内存的。

4。1。3，int　
*p　
=NULL和*p　
=NULL有什么区别？
很多初学者都无法分清这两者之间的区别。我们先看下面的代码：　


int*p　
=　
NULL；
这时候我们可以通过编译器查看　
p的值为　
0x00000000。这句代码的意思是：定义一个指针
变量　
p，其指向的内存里面保存的是　
int类型的数据；在定义变量　
p的同时把　
p的值设置为　
0x00000000，而不是把*p的值设置为　
0x00000000。这个过程叫做初始化，是在编译的时候
进行的。


明白了什么是初始化之后，再看下面的代码：　


int*p；　


*p　
=　
NULL；
同样，我们可以在编译器上调试这两行代码。第一行代码，定义了一个指针变量　
p，其指向
的内存里面保存的是　
int类型的数据；但是这时候变量　
p本身的值是多少不得而知，也就是
说现在变量　
p保存的有可能是一个非法的地址。第二行代码，给　
*p赋值为　
NULL，即给　
p
指向的内存赋值为　
NULL；但是由于　
p指向的内存可能是非法的，所以调试的时候编译器可
能会报告一个内存访问错误。这样的话，我们可以把上面的代码改写改写，使　
p指向一块合
法的内存：　


inti　
=10；　


int*p　
=　
&i；　


*p　
=　
NULL；
在编译器上调试一下，我们发现　
p指向的内存由原来的　
10变为　
0了；而　
p本身的值，即内
存地址并没有改变。

经过上面的分析，相信你已经明白它们之间的区别了。不过这里还有一个问题需要注
意，也就是这个　
NULL。初学者往往在这里犯错误。

注意　
NULL就是　
NULL，它被宏定义为　
0：　


#defineNULL0
很多系统下除了有　
NULL外，还有　
NUL（VisualC＋＋6。0上提示说不认识　
NUL）。NUL是　
ASCII
码表的第一个字符，表示的是空字符，其　
ASCII码值为　
0。其值虽然都为　
0，但表示的意思
完全不一样。同样，NULL和　
0表示的意思也完全不一样。一定不要混淆。

另外还有初学者在使用　
NULL的时候误写成　
null或　
Null等。这些都是不正确的，C语
言对大小写十分敏感啊。当然，也确实有系统也定义了　
null，其意思也与　
NULL没有区别，
但是你千万不用使用　
null，这会影响你代码的移植性。

4。1。4，如何将数值存储到指定的内存地址
假设现在需要往内存　
0x12ff7c地址上存入一个整型数　
0x100。我们怎么才能做到呢？我
们知道可以通过一个指针向其指向的内存地址写入数据，那么这里的内存地址　
0x12ff7c其
本质不就是一个指针嘛。所以我们可以用下面的方法：　


int*p　
=　
（int*）0x12ff7c；　


*p　
=　
0x100；

需要注意的是将地址　
0x12ff7c赋值给指针变量　
p的时候必须强制转换。至于这里为什
么选择内存地址　
0x12ff7c，而不选择别的地址，比如　
0xff00等。这仅仅是为了方便在　
Visual　
C＋＋6。0上测试而已。如果你选择　
0xff00，也许在执行　
*p　
=　
0x100；这条语句的时候，编译器
会报告一个内存访问的错误，因为地址　
0xff00处的内存你可能并没有权力去访问。既然这
样，我们怎么知道一个内存地址是可以合法的被访问呢？也就是说你怎么知道地址　
0x12ff7c
处的内存是可以被访问的呢？其实这很简单，我们可以先定义一个变量　
i，比如：　


inti　
=　
0；

变量　
i所处的内存肯定是可以被访问的。然后在编译器的　
watch窗口上观察&i的值不就
知道其内存地址了么？这里我得到的地址是　
0x12ff7c，仅此而已（不同的编译器可能每次给
变量　
i分配的内存地址不一样，而刚好　
VisualC＋＋6。0每次都一样）。你完全可以给任意一个
可以被合法访问的地址赋值。得到这个地址后再把“　
inti　
=　
0；”这句代码删除。一切“罪证”


销毁得一干二净，简直是做得天衣无缝。

除了这样就没有别的办法了吗？未必。我们甚至可以直接这么写代码：　


*（int*）0x12ff7c　
=　
0x100；
这行代码其实和上面的两行代码没有本质的区别。先将地址　
0x12ff7c强制转换，告诉编译
器这个地址上将存储一个　
int类型的数据；然后通过钥匙“*”向这块内存写入一个数据。

上面讨论了这么多，其实其表达形式并不重要，重要的是这种思维方式。也就是说我
们完全有办法给指定的某个内存地址写入数据的。

4。1。5，编译器的bug？
另外一个有意思的现象，在　
VisualC＋＋6。0调试如下代码的时候却又发现一个古怪的问
题：　


int*p　
=　
（int*）0x12ff7c；　


*p　
=　
NULL；　


p　
=　
NULL；
在执行完第二条代码之后，发现　
p的值变为　
0x00000000了。按照我么上一节的解释，应该　
p
的值不变，只是　
p指向的内存被赋值为　
0。难道我们讲错了吗？别急，再试试如下代码：　


inti　
=　
10；　


int*p　
=　
（int*）0x12ff7c；　


*p　
=　
NULL；　


p　
=　
NULL；

通过调试，发现这样子的话，　
p的值没有变，而　
p指向的内存的值变为　
0了。这与我们
前面讲解的完全一致。当然这里的　
i的地址刚好是　
0x12ff7c，但这并不能改变　
“*p　
=　
NULL；”
这行代码的功能。

为了再次测试这个问题，我又调试了如下代码：　


inti　
=　
10；　


intj=　
100；　


int*p　
=　
（int*）0x12ff78；　


*p　
=　
NULL；　


p　
=　
NULL；

这里　
0x12ff78刚好就是变量　
j的地址。这样的话一切正常，但是如果把“intj=　
100；　
”这行代码删除的话，又出现上述的问题了。测试到这里我还是不甘心，编译器怎么能犯这
种低级错误呢？于是又接着进行了如下测试：　


unsignedinti　
=10；　


//unsignedintj=　
100；　


unsignedint*p　
=　
（unsigned　
int*）0x12ff78；　


*p=　
NULL；　


p　
=　
NULL；
得到的结果与上面完全一样。当然，我还是没有死心，又进行了如下测试：　


char　
ch　
=　
10；　


char　
*p　
=　
（char　
*）0x12ff7c；　


*p=　
NULL；　


p　
=　
NULL；　



这样子的话，完全正常。但当我删除掉第一行代码后再测试，这里的　
p的值并未变成　
0x00000000，而是变成了　
0x0012ff00，同时　
*p的值变成了　
0。这又是怎么回事呢？初学者是
否认为这是编译器“良心发现”，把*p的值改写为　
0了。

如果你真这么认为，那就大错特错了。这里的*p还是地址　
0x12ff7c上的内容吗？显然
不是，而是地址　
0x0012ff00上的内容。至于　
0x12ff7c为什么变成　
0x0012ff00，则是因为编
译器认为这是把　
NULL赋值给　
char类型的内存，所以只是把指针变量　
p的低地址上的一个
字节赋值为　
0。至于为什么是低地址，请参看前面讲解过大小端模式相关内容。

测试到这里，已经基本可以肯定这是　
VisualC＋＋6。0的一个　
bug。所以平时一定不要迷
信某个编译器，要相信自己的判断。当然，后面还会提到一个我认为的　
VisualC＋＋6。0的一
个　
bug。还有，这个小小的例子，你是否可以在多个编译器上测试测试呢？

4。1。6，如何达到手中无剑、胸中也无剑的地步
噢，上面的讨论一不小心就这么多了。这里我为什么要把这个小小的问题放到这里长
篇大论呢？我是想告诉读者：研究问题一定要肯钻研。千万不要小看某一个简单的事情，简
单的事情可能富含着很多秘密。经过这样一番深究，相信你也有不少收获。平时学习工作也
是如此，不要小瞧任何一件简单的事情，把简单的事情做好也是一种伟大。劳模许振超开了
几十年的吊车，技术精到指哪打哪的地步。达到这种程度是需要花苦功夫的，几十年如一日
天天重复这件看似很简单的事情，这不是一般人能做到的。同样的，在《天龙八部》中，萧
峰血战聚贤庄的时候，一套平平凡凡的太祖长拳打得虎虎生威，在场的英雄无不佩服至极，
这也是其苦练的结果。我们学习工作同样如此，要肯下苦功夫钻研，不要怕钻得深，只怕钻
得不深。其实这也就是为什么同一个班的学生，水平会