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【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。