探索变量与指针的关系——从内存中观察

C语言中，指针是很重要的一个功能，但想要用好指针却不是一件容易的事，本篇从内存存储的数据出发，通过对比变量与指针在内存中究竟是怎么存储的，来对指针有一个直观的认识。

首先明确一个概念：变量，存储的是数值，而指针，是一种特殊的变量，它存储的是地址形式的数值。

下面编写一个测试程序来验证一下，该程序定义了一些变量与指针，另外，还使用malloc函数来动态申请内存（普通变量是存储在栈区，动态申请的变量在堆区，通过打印其内存地址可以看出差别）。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
​
int main()
{
    int a = 0xFF01; //变量，存储的是数值 (0xFF01=65281)
    char b = 23;
    int *p1 = &a; //指针，存储的是地址（一种特殊的数值）
​
    short *p3;
​
    char *p2;
    char arr[3] = {7,8,9};
    p2 = arr;
    
    p3 = (short*)malloc(3*sizeof(short));//动态分配
    p3[0] = 0x110a;
    p3[1] = 0x220b;
    p3[2] = 0x7fff;
     
    
    printf("int a的内存地址: &a = %#x\r\n", &a);
    printf("int a存储的值: a = %#x\r\n", a);
    printf("\r\n");
    
    printf("char b的内存地址: &b = %#x\r\n", &b);
    printf("char b存储的值: b = %#x\r\n", b);
    printf("\r\n");
    
    printf("指针int *p1的内存地址: &p1 =  %#x\r\n", &p1);
    printf("指针int *p1存储的值: p1 = %#x\r\n", p1);
    printf("指针int *p1指向的地址的值: *p1 = %#x\r\n", *p1);
    printf("\r\n");
    
    printf("指针char *p2的内存地址: &p2 = %#x\r\n", &p2);
    printf("指针char *p2存储的值: p2 = %#x\r\n", p2);
    printf("指针char *p2指向的地址的值: *p2 = %d\r\n", *p2);
    printf("\r\n");
    
    printf("数组arr[3]的内存地址: &arr = %#x\r\n", &arr);
    printf("数组元素arr[0]的内存地址: &arr[0] = %#x\r\n", &arr[0]);
    printf("数组元素arr[1]的内存地址: &arr[1] = %#x\r\n", &arr[1]);
    printf("数组元素arr[2]的内存地址: &arr[2] = %#x\r\n", &arr[2]);
    printf("\r\n");
​
    printf("指针short *p3的内存地址: &p3 = %#x\r\n", &p3);
    printf("指针short *p3存储的值: p3 = %#x\r\n", p3);
    printf("指针short *p3指向的地址的值: *p3 = %d\r\n", *p3);
    printf("指针short *p3 malloc的p3[0]的内存地址: &p3[0] = %#x\r\n", &p3[0]);
    printf("指针short *p3 malloc的p3[1]的内存地址: &p3[1] = %#x\r\n", &p3[1]);
    printf("指针short *p3 malloc的p3[2]的内存地址: &p3[2] = %#x\r\n", &p3[2]);
    printf("\r\n");
    
    return 0;
}

测试程序输出如下结果：

通过VC6.0软件的调试功能，可以查看内存中的内容：

为便于分析，我做了一张对照图，如下：

可以看到：

• 普通变量在内存存储的是变量的值，指针存储的是指针性变量，即其它变量的地址，如图中的蓝色箭头

• 变量是以小端方式存储的（关于大小端的存储方式，可参考之前的文章：）

• 普通变量存储在栈区，栈的内容向下生长，动态分配的变量在堆区，堆的内容向上生长