内存地址
以整型加法为例，我们来看看在计算机内部，CPU（*处理器）是如何配合其他硬件进行计算的。
CPU与内存协同工作
CPU由三部分构成：
- 算术、逻辑单元：对数据执行运算(例如加法、减法)的电路。
- 控制单元：协调机器活动的电路。
- 寄存器组 ：数据临时存储。
数据几乎都存储在内存上，仅有当前正在处理的数据，才放到CPU的寄存器组上，等待CPU进行计算。CPU将数据计算完毕后，再存储到内存中。数据通过数据总线，在CPU和内存上进行传输。
访问内存中的“房间”
只有正在被处理的数据才会被放到CPU的寄存器上，等待CPU进行计算，CPU将数据计算完毕后，再存储到内存中。所以，内存才是数据的大本营。
我们知道，计算机通过晶体管的开关状态来记录数据。它们通常8个编为一组，我们称之为字节。既然内存需要存储数据，内存上必然有非常多的这种8个开关组成的编组。
我们可以把这种编组看作居住数据的“房间”，而为了方便地找到这些“房间”，每个“房间”均有一个编号。第一个“房间”编号从0开始，此后依次加1。
我们把“房间号”，称之为内存地址。
基础数据类型怎样居住“房间”
以int为例，我们有以下两种表达方式：
- 列举所有的房号：301，302，303，304。
- 首房间及房间数：从301开始的4个房间。
计算机使用第二种方式记录一个数据对象在内存中的存储位置。 我们把第一个“房间”的“房间号”，称为这个数据对象的首地址。那么数据对象需要的房间数量，就是它所占用的存储空间大小。
因此，记录一个数据对象在内存中的存储位置，需要两个信息：
- 数据对象的首地址。
- 数据对象占用存储空间大小。
指针数据类型
取地址运算符 &
取地址运算符是一个一元运算符，写在一个数据对象的左边，可以获取一个数据对象的首地址和所需存储空间大小。
声明指针类型的变量
int n;
int* pn = &n;
char c;
char* c = &c;
int* pn声明一个保存了int类型的首地址和大小的变量。
char* pc声明一个保存了char类型的首地址和大小的变量。
变量pn存储了变量n的首地址与大小，变量pc存储了变量c的首地址与大小。通过pn和pc可以在内存中找到变量n和c。
定义
设一个数据对象为x，设另一个数据对象为p。p存储了x的首地址和所占空间大小。那么，p称之为x的指针，或者说p指向x。 对于上面的代码：
- pn被称作n的指针，或者说pn指向n。
- pc被称作c的指针，或者说pc指向c。
int* pn; // 将空格放在变量旁
int *pn; // 将空格放在类型旁
int*pn; // 不用空格
另外，声明指针变量时，将空格放在变量旁或者将空格放在类型旁，甚至不用空格。这3种写法都是可以的。
指针类型
指针类型通过值来保存目标数据对象的首地址，类型本身标记目标数据对象的空间大小。
首地址
指针类型的值就是目标数据对象的首地址
空间大小
C语言中通过不同的指针类型来标记目标数据对象的空间大小
使用指针
取值运算符 *
取值运算符是一个一元运算符，写在一个指针的左边，可以根据指针中存储的首地址和空间大小找到目标数据对象。 虽然它和乘法运算符很像，但是，它是一个一元运算符，仅需要一个操作对象。 除了通过指针访问所指向的数据对象，也可以通过指针修改所指向的数据对象
指针类型的大小
不同的编译器或编译配置可以让编译器生成32位或64位的程序，有时候被称作x86或x64。
- 32位程序可以访问从0到2的32次方的地址范围。
- 64位程序可以访问从0到2的64次方的地址范围。
如果指针类型的大小为4字节，使用%u作为printf的占位符是合适的。但是指针类型的大小为8字节时，使用%u有可能不能完全打印地址，可以使用长度指示符，将长度加长到8字节，例如%llu。 占位符%p是指针类型专用的占位符，32位或64位程序使用它均能保证打印的结果正确。不过，它通常是以十六进制显示的。
强制转换指针类型
#include <stdio.h>
int main()
{
int n = 1431655765;
int* pn = &n;
char* pc = (char*)pn;
printf("pn=%u\n", pn);
printf("pc=%u\n", pc);
printf("n=%d\n", n);
printf("*pn=%d\n", *pn);
printf("*pc=%d\n", *pc);
return 0;
}
变量pn为指向int类型的指针。 变量pc为指向char类型的指针。 虽然变量pn与pc不能在赋值时自动转换。但是，使用强制转换可以将pn转换为char*后赋值给pc。 赋值后，pn与pc均存储了n的首地址，均打印出了同样的首地址。但是，C语言使用不同的指针类型标识目标对象的空间大小。
pn=982514036
pc=982514036
n=1431655765
*pn=1431655765
*pc=85
pn为int*类型，pn表达式会从首地址开始处取sizoef(int)字节，其转换成int类型作为表达式结果。因此，结果为1431655765。
pc为char类型，*pc表达式会从首地址开始处取sizoef(char)字节，将其转换成char类型作为表达式结果。因此，结果为85。
指针运算
一个数据对象的内存位置有两个重要信息：
- 数据对象的首地址。
- 数据对象占用存储空间大小。
指针类型通过下面的方式，存储这两个重要信息。
- 指针类型通过值来保存目标数据对象的首地址。
- 类型本身标记目标数据对象的空间大小。
指针类型与整型进行加减
指针类型加 n 后。其首地址向后移动n*步长 字节。
指针类型减 n 后。其首地址向前移动n*步长 字节。
#include <stdio.h>
int main()
{
char* pc;
short* ps;
int* pn;
long* pl;
long long* pll;
float* pf;
double* pd;
// 现将整型转换为对应的指针类型再赋值
pc = (char*)100;
ps = (short*)100;
pn = (int*)100;
pl = (long*)100;
pll = (long long*)100;
pf = (float*)100;
pd = (double*)100;
pc = pc + 1;
ps = ps + 1;
pn = pn + 1;
pl = pl + 1;
pll = pll + 1;
pf = pf + 1;
pd = pd + 1;
printf("pc=%u\n", pc);
printf("ps=%u\n", ps);
printf("pn=%u\n", pn);
printf("pl=%u\n", pl);
printf("pll=%u\n", pll);
printf("pf=%u\n", pf);
printf("pd=%u\n", pd);
return 0;
}
所有的指针内保存的首地址一开始均为100，加1后，现在变成了不同的值。
与初始值相比，分别移动了：1、2、4、4、8、4、8。
这些数值分别是对应的目标数据对象的空间大小。
指针类型加1后，将首地址向后移动了sizeof(目标数据对象)字节。
应用指针类型与整型加减
#include <stdio.h>
int main()
{
int n1;
int n2;
int n3;
int n4;
printf("&n1=%d\n", &n1);
printf("&n2=%d\n", &n2);
printf("&n3=%d\n", &n3);
printf("&n4=%d\n", &n4);
putchar('\n');
// 获取n1的首地址
int* p = &n1;
printf("p = %d\n", p);
printf("p - 1 = %d\n", p - 1);
printf("p - 2 = %d\n", p - 2);
printf("p - 3 = %d\n", p - 3);
putchar('\n');
// 给n1到n4赋值
*p = 111; // p指向n1
*(p - 1) = 222; // p - 1后前后移动4字节，现在指向n2
*(p - 2) = 333; // p - 2后前后移动8字节，现在指向n3
*(p - 3) = 444; // p - 3后前后移动12字节，现在指向n4
printf("n1=%d\n", n1);
printf("n2=%d\n", n2);
printf("n3=%d\n", n3);
printf("n4=%d\n", n4);
return 0;
}
- 表达式 p - 1 必须先被括号包裹，再使用取值运算符*。 这是因为**取值运算符_的优先级高于算术运算符。_ 我们需要先让首地址移动，再进行取值操作。 *若不使用括号， p 会先被取值，之后值再被加1。
- 32位应使用%u，64位使用%llu
- %d可能出现负号
这串代码是有问题的
函数内声明的变量在内存中不一定是首尾相接的。受到内存对齐的影响，它们有可能不连续，导致崩溃。 但是，数组可以保证各元素在内存中首尾相接，各元素连续分布在内存上。所以，C语言中可以使用指针与整型加减运算访问和修改数组元素。
同类型指针减法运算
sizeof(目标数据对象) 被称作步长。 指针类型与指针类型相减后，其结果为两首地址差值除以步长。
其他类型的指针运算
上面我们介绍了两种有指针类型参数的运算：
- 指针类型与整型加减。
- 同类型的指针相减。
它们的运算结果都在内存上拥有实际的意义。 还有另外几种运算：
- 指针类型与整型进行乘除运算。
- 同类型的指针相加。
- 同类型的指针乘除。
这些运算结果都没有实际意义，在C语言中无法通过编译。