Posted on 2013-01-29 17:14
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02 編程語言
摘要:在C/C++學習過程中,尤其是C學習到中階之后,可能會由遇到把指針轉換為整數或把整數轉換指針的過程,第一次接觸的人可能會有疑問,本文的目的就是解決這個疑問。
問題
在C/C++代碼遇到下面這些表達式:
//把一個整數賦值給一個指針
char* p_0=0;
int* p_1=(int*)569;
//把一個指針賦值給整數
unsigned int n_0=(unsigned int)p_1;
unsigned int n_1=(unsigned int)p_0;
我們的問題是,為什么這些是正確的,甚至有時不很常見的。答案
要回答這個問題,我們需要回到二進制以及位模式的解釋,或者內存地址定位方法上。我們先從內存地址定位方法上開始。
現在的系統是很復雜的軟件系統和硬件系統的組合,我們的應用程序運行在操作系統之上,操作系統為應該程序提供了一層透明的內存訪問和使用機制:內存就是一個很大的字節數組,它通過數組的下標索引來定位。這里所講的機制,實際上就是虛擬內存技術,廣泛地存在于現在的操作系統之中。
明白內存就是一個大數組之后,那么就不難理解指針與整數的互換了,因為一個指針變量的值就是一個地址,那么這個地址實際上就是內存那個大數組的下標,下標是什么?下標就是整數,如此指針與整數之間的轉換是正常的,并且在更底層的代碼中,我們會見到指針與整數就是一個東西,但在C/C++這樣認為就不合適了。
讓我們來考慮二進制,這里說到一些比較接近機器的概念,不明白可以跳過。二進制就是0或1的串,好比“001101”這樣的。一個整數可能由一個“01101”組成,這里它是25;那么一個指針也可能由一個“01101”組成,此時它代表什么呢?此時它代表內存中被編號為25的那個字節。這樣的看到了,同樣一個二進制串被用于表達不同的意義,這就是計算的偉大之處,它把相同的位模式放于不同的環境之中,對其進行不同解釋,從而產生千差萬別的意義。有一句話是這樣說的:信息=位+上下文,想要表達的意思就是這個。
總結一下,整數與指針可以相互轉換的原因是:內存是一個大數組,此外更深刻的原因是,對于人來說一個整數,一個是指針,但對于機器來說,它們都是二進制位。