【60.1 指针与普通变量的对比。】
普通变量和指针都是变量,都要占用RAM资源。普通变量的unsigned char类型占用1个字节,unsigned int类型占用2个字节,unsigned long类型占用4个字节。但是指针不一样,指针是一种特殊的变量,unsigned char\*,unsigned int\*,unsigned long\*这三类指针在C51编译器下都是一样占用3个字节。不同系统的指针到底占用多少个字节,是由C编译器根据芯片的硬件寻址范围决定的,比如32位单片机的指针往往都是4个字节,而某些64位的PC机,指针可能是8个字节,这些内容大家只要有个大概的了解即可。指针是普通变量的载体,平时我们处理普通变量,都是可以“直接”操作普通变量本身。而学了指针之后,我们就多一种选择,可以通过指针这个载体来“间接”操作某个普通变量。“直接”不是比“间接”更好更高效吗?为什么要用“间接”?其实在某些场合,指针的“间接”操作更加灵活更加高效,这个要看具体的应用。
指针既然是普通变量的“载体”,那么普通变量就是“物”。“载体”与“物”之间可以存在一对多的关系。也就是说,一个篮子(载体),可以盛放鸡蛋(物),也可以盛放青菜(物),也可以盛放水果(物)。
但是,在这里,一个篮子在一个时间段内,只能承载一种物品,如果想承载其它物品,必须先把当前物品“卸”下来,然后再“装”其它物品”。这里有两个关键动作“装”和“卸”,就是指针在处理普通变量时的“绑定”,某个指针与某个变量发生“绑定”,就已经包含了先“卸”后“装”这两个动作在其中。
题外话多说一句,刚才提到,unsigned int类型占用2个字节,这个是在C51编译器下的情况。如果是在STM32单片机的编译器下,unsigned int类型是占用4个字节。
【60.2 指针的定义。】
跟普通变量一样,指针也必须先定义再使用。为了与普通变量区分开来,指针在定义的时候多加了一个星号“\*”,例子如下:
unsigned char\* pu8; //针对unsigned char类型变量的指针。凡是指针都是占4个字节!
unsigned int\* pu16; //针对unsigned int类型变量的指针。凡是指针都是占4个字节!
unsigned long\* pu32; //针对unsigned long类型变量的指针。凡是指针都是占4个字节!
既然指针都是4个字节,为什么还要区分unsigned char\*,unsigned int\* pu16,unsigned long\* pu32这三种类型?因为指针是为普通变量(或常量)而生,所以要根据普通变量(或常量)的类型定义对应的指针。
【60.3 指针与普通变量是如何关联和操作的?】
指针在操作某个变量的时候,必须先跟某个变量关联起来,这里的关联就是“绑定”。“绑定”后,才可以通过指针这个“载体”来“间接”操作变量。指针与普通变量在“绑定”的时候,需要用到“&”这个符号。例子如下:
unsigned char\* pu8; //针对unsigned char类型变量的指针。凡是指针都是占4个字节!
unsigned char a=0; //普通的变量。
pu8=&a; //指针与普通变量发生关联(或者说绑定)。
\*pu8=2; //通过指针这个载体来处理a这个变量,此时a从原来的0变成了2。
【60.4 指针处理“批量数据”的基础知识。】
之所以有通过载体来“间接”操作普通变量的存在价值,其中很重要的原因是指针在处理“批量数据”时特别给力,这里的“批量数据”是有条件的,要求这些数据的地址必须挨家挨户连起来的,不能是零零散散的“散户”,比如说,数组就是由一堆在RAM空间里地址连续的变量组合而成,指针在很多时候就是为数组而生的。先看一个例子如下:
unsigned char\* pu8; //针对unsigned char类型变量的指针。凡是指针都是占4个字节!
unsigned char Buffer\[3\]; //普通的数组,内含3个变量,它们地址是相连的。
pu8=&Buffer\[0\]; //指针与普通变量Buffer\[0\]发生关联(或者说绑定)。
\*pu8=1; //通过指针这个载体来处理Buffer\[0\]这个变量,此时Buffer\[0\]变成了1。
pu8=&Buffer\[1\]; //指针与普通变量Buffer\[1\]发生关联(或者说绑定)。
\*pu8=2; //通过指针这个载体来处理Buffer\[1\]这个变量,此时Buffer\[1\]变成了2。
pu8=&Buffer\[2\]; //指针与普通变量Buffer\[2\]发生关联(或者说绑定)。
\*pu8=3; //通过指针这个载体来处理Buffer\[2\]这个变量,此时Buffer\[2\]变成了3。
分析:上述例子中,并没有体现出指针的优越性,因为数组有3个元素,居然要绑定了3次,如果数组有1000个元素,难道要绑定1000次?显然这样是繁琐低效不可取的。而要发挥指针的优越性,我们现在必须深入了解一下指针的本质是什么,指针跟普通变量发生“绑定”的本质是什么。普通变量由“地址”和“地址所装的数据”构成,指针是特殊的变量,它是由什么构成呢?其实,指针是由“地址”和“地址所装的变量(或常量)的地址”组成。很明显,一个重要的区别是,普通变量装的数据,而指针装的是地址。正因为指针装的是地址,所以指针可以有两种选择,第一种可以处理“装的地址”,第二种可以处理“装的地址的所在数据”,这两种能力,就是指针的精华和本质所在,也是跟普通变量的区别所在。那么指针处理“装的地址”的语法是什么样子的?请看例子如下:
unsigned char\* pu8; //针对unsigned char类型变量的指针。凡是指针都是占4个字节!
unsigned char Buffer\[3\]; //普通的数组,内含3个变量,它们地址是相连的。
pu8=&Buffer\[0\]; //处理“装的地址”。把 Buffer\[0\]变量的地址装在指针这个载体里。
\*pu8=1; //处理“装的地址的所在数据”。此时Buffer\[0\]变成了1。
pu8++; //处理“装的地址”。这里是“地址”自加1,相当于指针此时装的是Buffer\[1\]的地址。
\*pu8=2; //处理“装的地址的所在数据”。此时Buffer\[1\]变成了2。
pu8++; //处理“装的地址”。这里是“地址”自加1,相当于指针此时装的是Buffer\[2\]的地址。
\*pu8=3; //处理“装的地址的所在数据”。此时Buffer\[2\]变成了3。
上述例子中,利用“地址”自加1的操作,省去了2条赋值式的“绑定”操作(比如像pu8=&Buffer\[0\]这类语句),因此“绑定”本质其实就是更改指针所装的“变量(或常量)的地址”的操作。此例子中虽然还没体现了出指针在数组处理时的优越性,但是利用指针处理“装的地址”这项功能,在实际项目中很容易发现它的好处。
【60.5 指针与数组关联(绑定)时省略“&和下标\[0\]”的写法。】
指针与数组关联的时候,通常是跟数组的第0个元素的地址关联,此时,可以把数组的“&和下标\[0\]”省略,比如:
unsigned char\* pu8;
unsigned char Buffer\[3\];
pu8=Buffer; //此行代码省略了“&和下标\[0\]”,等效于pu8=&Buffer\[0\];
【60.6 带const关键字的常量指针。】
指针也可以跟常量关联起来,处理常量,但是常量只能“读”不能“写”,所以通过指针操作常量的时候也是只能“读”不能“写”。操作常量的指针用const关键词修饰,强调此指针只有“读”的操作。例子如下:
const unsigned char\* pCu8; //常量指针
code char Cu8Buffer\[3\]={5,6,7}; //常量数组
unsigned char b;
unsigned char c;
unsigned char d;
pCu8=Cu8Buffer; //此行代码省略了“&和下标\[0\]”,等效于pCu8=&Cu8Buffer\[0\];
b=\*pCu8; //读“装的地址的所在数据”。b等于5。
pCu8++; //所装的地址自加1,跟Cu8Buffer\[1\]关联
c=\*pCu8; //读“装的地址的所在数据”。c等于6。
pCu8++; //所装的地址自加1,跟Cu8Buffer\[2\]关联
d=\*pCu8; //读“装的地址的所在数据”。d等于7。
【60.7 例程练习和分析。】
现在编一个练习程序来熟悉指针的基础知识。
/\*---C语言学习区域的开始。-----------------------------------------------\*/
unsigned char\* pu8; //针对unsigned char类型变量的指针。凡是指针都是占4个字节!
unsigned char a=0; //普通的变量。
unsigned char Buffer\[3\]; //普通的数组,内含3个变量,它们地址是相连的。
const unsigned char\* pCu8; //常量指针
code char Cu8Buffer\[3\]={5,6,7}; //常量数组
unsigned char b;
unsigned char c;
unsigned char d;
void main() //主函数
{
pu8=&a; //指针与普通变量发生关联(或者说绑定)。
\*pu8=2; //通过指针这个载体来处理a这个变量,此时a从原来的0变成了2。
pu8=&Buffer\[0\]; //处理“装的地址”。把 Buffer\[0\]变量的地址装在指针这个载体里。
\*pu8=1; //处理“装的地址的所在数据”。此时Buffer\[0\]变成了1。
pu8++; //处理“装的地址”。这里是“地址”自加1,相当于指针此时装的是Buffer\[1\]的地址。
\*pu8=2; //处理“装的地址的所在数据”。此时Buffer\[1\]变成了2。
pu8++; //处理“装的地址”。这里是“地址”自加1,相当于指针此时装的是Buffer\[2\]的地址。
\*pu8=3; //处理“装的地址的所在数据”。此时Buffer\[2\]变成了3。
pCu8=Cu8Buffer; //此行代码省略了“&和下标\[0\]”,等效于pCu8=&Cu8Buffer\[0\];
b=\*pCu8; //读“装的地址的所在数据”。b等于5。
pCu8++; //所装的地址自加1,跟Cu8Buffer\[1\]关联
c=\*pCu8; //读“装的地址的所在数据”。c等于6。
pCu8++; //所装的地址自加1,跟Cu8Buffer\[2\]关联
d=\*pCu8; //读“装的地址的所在数据”。d等于7。
View(a); //把第1个数a发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(b); //把第2个数b发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(c); //把第3个数c发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(d); //把第4个数d发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(Buffer\[0\]); //把第5个数Buffer\[0\]发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(Buffer\[1\]); //把第6个数Buffer\[1\]发送到电脑端的串口助手软件上观察。
View(Buffer\[2\]); //把第7个数Buffer\[2\]发送到电脑端的串口助手软件上观察。
while(1)
{
}
}
/\*---C语言学习区域的结束。-----------------------------------------------\*/
在电脑串口助手软件上观察到的程序执行现象如下:
开始...
第1个数
十进制:2
十六进制:2
二进制:10
第2个数
十进制:5
十六进制:5
二进制:101
第3个数
十进制:6
十六进制:6
二进制:110
第4个数
十进制:7
十六进制:7
二进制:111
第5个数
十进制:1
十六进制:1
二进制:1
第6个数
十进制:2
十六进制:2
二进制:10
第7个数
十进制:3
十六进制:3
二进制:11
分析:
a为2。
b为5。
c为6。
d为7。
Buffer\[0\]为1。
Buffer\[1\]为2。
Buffer\[2\]为3。
【60.8 如何在单片机上练习本章节C语言程序?】
直接复制前面章节中第十一节的模板程序,练习代码时只需要更改“C语言学习区域”的代码就可以了,其它部分的代码不要动。编译后,把程序下载进带串口的51学习板,通过电脑端的串口助手软件就可以观察到不同的变量数值,详细方法请看第十一节内容。
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- 第八节:把.hex机器码程序烧录到单片机的操作流程
- 第九节:本节预留
- 第十节:程序从哪里开始,要到哪里去?
- 第十一节:一个在单片机上练习C语言的模板程序
- 第十二节:变量的定义和赋值
- 【TODO】第十三节:赋值语句的覆盖性
- 【TODO】第十四节:二进制与字节单位,以及常用三种变量的取值范围
- 【TODO】第十五节:二进制与十六进制
- 【TODO】第十六节:十进制与十六进制
- 【TODO】第十七节:加法运算的5种常用组合
- 【TODO】第十八节:连加、自加、自加简写、自加1
- 【TODO】第十九节:加法运算的溢出
- 【TODO】第二十节:隐藏中间变量为何物?
- 【TODO】第二十一节:减法运算的5种常用组合。
- 【TODO】第二十二节:连减、自减、自减简写、自减1
- 【TODO】第二十三节:减法溢出与假想借位
- 【TODO】第二十四节:借用unsigned long类型的中间变量可以减少溢出现象
- 【TODO】第二十五节:乘法运算中的5种常用组合
- 【TODO】第二十六节:连乘、自乘、自乘简写,溢出
- 【TODO】第二十七节:整除求商
- 【TODO】第二十八节:整除求余
- 【TODO】第二十九节:“先余后商”和“先商后余”提取数据某位,哪家强?
- 【TODO】第三十节:逻辑运算符的“与”运算
- 【TODO】第三十一节:逻辑运算符的“或”运算
- 【TODO】第三十二节:逻辑运算符的“异或”运算
- 【TODO】第三十三节:逻辑运算符的“按位取反”和“非”运算
- 【TODO】第三十四节:移位运算的左移
- 【TODO】第三十五节:移位运算的右移
- 【TODO】第三十六节:括号的强制功能---改变运算优先级
- 【TODO】第三十七节:单字节变量赋值给多字节变量的疑惑
- 【TODO】第三十八节:第二种解决“运算过程中意外溢出”的便捷方法
- 【TODO】第三十九节:if判断语句以及常量变量的真假判断
- 【TODO】第四十节:关系符的等于“==”和不等于“!=”
- 【TODO】第四十一节:关系符的大于“>”和大于等于“>=”
- 【TODO】第四十二节:关系符的小于“<”和小于等于“<=”
- 【TODO】第四十三节:关系符中的关系符:与“&&”,或“||”
- 【TODO】第四十四节:小括号改变判断优先级
- 【TODO】第四十五节: 组合判断if...else if...else
- 【TODO】第四十六节: 一维数组
- 【TODO】第四十七节: 二维数组
- 【TODO】第四十八节: while循环语句
- 【TODO】第四十九节: 循环语句do while和for
- 【TODO】第五十节: 循环体内的continue和break语句
- 【TODO】第五十一节: for和while的循环嵌套
- 【TODO】第五十二节: 支撑程序框架的switch语句
- 【TODO】第五十三节: 使用函数的三要素和执行顺序
- 【TODO】第五十四节: 从全局变量和局部变量中感悟“栈”为何物
- 【TODO】第五十五节: 函数的作用和四种常见书写类型
- 【TODO】第五十六节: return在函数中的作用以及四个容易被忽略的功能
- 【TODO】第五十七节: static的重要作用
- 【TODO】第五十八节: const(./book/或code)在定义数据时的作用
- 【TODO】第五十九节: 全局“一键替换”功能的#define
- 【TODO】第六十节: 指针在变量(./book/或常量)中的基础知识
- 【TODO】第六十一节: 指针的中转站作用,地址自加法,地址偏移法
- 【TODO】第六十二节: 指针,大小端,化整为零,化零为整
- 【TODO】第六十三节: 指针“化整为零”和“化零为整”的“灵活”应用
- 【TODO】第六十四节: 指针让函数具备了多个相当于return的输出口
- 【TODO】第六十五节: 指针作为数组在函数中的入口作用
- 【TODO】第六十六节: 指针作为数组在函数中的出口作用
- 【TODO】第六十七节: 指针作为数组在函数中既“入口”又“出口”的作用
- 【TODO】第六十八节: 为函数接口指针“定向”的const关键词
- 【TODO】第六十九节: 宏函数sizeof(./book/)
- 【TODO】第七十节: “万能数组”的结构体
- 【TODO】第七十一节: 结构体的内存和赋值
- 【TODO】第七十二节: 结构体的指针
- 【TODO】第七十三节: 结构体数据的传输存储和还原
- 【TODO】第七十四节: 结构体指针在函数接口处的频繁应用
- 【TODO】第七十五节: 指针的名义(例:一维指针操作二维数组)
- 【TODO】第七十六节: 二维数组的指针
- 【TODO】第七十七节: 指针唯一的“单向输出”通道return
- 【TODO】第七十八节: typedef和#define和enum
- 【TODO】第七十九节: 各种变量常量的命名规范
- 【TODO】第八十节: 单片机IO口驱动LED
- 【TODO】第八十一节: 时间和速度的起源(指令周期和晶振频率)
- 【TODO】第八十二节: Delay“阻塞”延时控制LED闪烁
- 【TODO】第八十三节: 累计主循环的“非阻塞”延时控制LED闪烁
- 【TODO】第八十四节: 中断与中断函数
- 【TODO】第八十五节: 定时中断的寄存器配置
- 【TODO】第八十六节: 定时中断的“非阻塞”延时控制LED闪烁
- 【TODO】第八十七节: 一个定时中断产生N个软件定时器
- 【TODO】第八十八节: 两大核心框架理论(四区一线,switch外加定时中断)
- 【TODO】第八十九节: 跑马灯的三种境界
- 【TODO】第九十节: 多任务并行处理两路跑马灯
- 【TODO】第九十一节: 蜂鸣器的“非阻塞”驱动
- 【TODO】第九十二节: 独立按键的四大要素(自锁,消抖,非阻塞,清零式滤波)
- 【TODO】第九十三节: 独立按键鼠标式的单击与双击
- 【TODO】第九十四节: 两个独立按键构成的组合按键
- 【TODO】第九十五节: 两个独立按键的“电脑键盘式”组合按键
- 【TODO】第九十六节: 独立按键“一键两用”的短按与长按
- 【TODO】第九十七节: 独立按键按住不松手的连续均匀触发
- 【TODO】第九十八节: 独立按键按住不松手的“先加速后匀速”的触发
- 【TODO】第九十九节: “行列扫描式”矩阵按键的单个触发(原始版)
- 【TODO】第一百节: “行列扫描式”矩阵按键的单个触发(优化版)
- 【TODO】第一百零一节: 矩阵按键鼠标式的单击与双击
- 【TODO】第一百零二节: 两个“任意行输入”矩阵按键的“有序”组合触发
- 【TODO】第一百零三节: 两个“任意行输入”矩阵按键的“无序”组合触发
- 【TODO】第一百零四节: 矩阵按键“一键两用”的短按与长按
- 【TODO】第一百零五节: 矩阵按键按住不松手的连续均匀触发
- 【TODO】第一百零六节: 矩阵按键按住不松手的“先加速后匀速”触发
- 【TODO】第一百零七节: 开关感应器的识别与软件滤波
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- 【TODO】第一百一十节: 按键控制跑马灯的速度
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- 【TODO】第一百三十三节:常用的三种串口发送函数
- 【TODO】第一百三十四节:“应用层半双工”双机串口通讯的程序框架