计算机存储器结构和指针-程序员宅基地

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前言

  • 略微了解计算机存储结构和指针。

一、计算机的存储器层次结构

  • 计算机存储层次结构可简单分为寄存器(register)，高速缓存(cache)，内存，硬盘等。
  • 从硬盘到寄存器空间越小，速度越快，同时造价也会越高。
  • cpu是中央处理器，由于性能强大，就由原来的从内存中获取数据，变为从寄存器中获取数据。
    存储器层次结构

二、内存

  • 内存是计算机中特别重要的存储器，计算机程序都是在内存中进行的。

内存单元

  • 为了更有效的利用内存，人们把内存分为一个个的很小的单元，称为内存单元，1个内存单元是1个字节大小。
  • 为了能快速访问内存单元，给每个内存单元都进行了编号，这些编号就称为内存单元的地址。
  • 比如说 32位的电脑，硬件有32根地址线发送电信号，每根地址线都代表一个地址序列，一共2^32个地址。
    • 也就是2^32个字节，等于4,194,304KB，等于4096MB，等于4GB。所以内存是4GB。

三、指针

  • 内存单元的编号就是地址，地址就是指针。
  • 存放指针（地址）的变量就是指针变量。
#include <stdio.h>

int main()
{
    
	int a = 10; // 向内存申请4个字节的空间，存放10
	//&a; // 取地址操作符
	//printf("%p\n", &a);
	int* p = &a;
	// p为指针变量，它的类型为int*; *代表p是个指针变量; int表示p所指向的对象a是int类型的
	*p; // *是解引用操作符，通过p中存放的地址，找到p所指向的对象
	*p = 20;
	printf("%d\n", a);// 输出a的值为20
	return 0;
}
  • &a 的地址，是申请的4个字节空间中的第1个字节，也就是4个内存单元的第1个内存单元，即第1个地址（首地址）。

指针变量的大小

  • 无论是什么类型的指针，都是用来存放地址的。
  • 所以指针的大小取决于地址的大小。
  • 32位机器上的地址都是由32个bit位组成的，也就是4个字节。所以32位机器的指针变量的大小是4。
  • 64位机器上的地址都是由64个bit位组成的，也就是8个字节。所以64位机器的指针变量的大小是8。
#include <stdio.h>

int main()
{
    
	printf("%zu\n", sizeof(char*));  // 32位 -> 4; 64位 -> 8
	printf("%zu\n", sizeof(short*)); // 32位 -> 4; 64位 -> 8
	printf("%zu\n", sizeof(int*)); // 32位 -> 4; 64位 -> 8
	printf("%zu\n", sizeof(long*)); // 32位 -> 4; 64位 -> 8
	printf("%zu\n", sizeof(float*)); // 32位 -> 4; 64位 -> 8
	printf("%zu\n", sizeof(double*)); // 32位 -> 4; 64位 -> 8

	return 0;
}

总结

简单了解计算机存储器结构和指针。
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