關于指針和內存地址的編程寫法

前言

指針，是C語言中的一個重要概念及其特點，也是掌握C語言比較困難的部分。指針也就是內存地址，指針變量是用來存放內存地址的變量。

本質還是一個變量，指針提供了一種對存儲位置的動態(tài)訪問手段，（相對于普通變量而言，普通變量只能訪問自己所占的存儲位置）

內存地址對齊，是計算機在內存中的數(shù)據(jù)排列、訪問數(shù)據(jù)的方式，包含了基本數(shù)據(jù)對齊和結構體數(shù)據(jù)對齊的兩種相互獨立又相互關聯(lián)的部分。

現(xiàn)代計算機在內存中讀寫數(shù)據(jù)是按字節(jié)塊進行操作，理論上任意類型的變量訪問可以從任何地址開始，但是計算機系統(tǒng)對任意數(shù)據(jù)類型在內存中存放位置有限，它會要求這些數(shù)據(jù)的首地址的值為K（4位或者8位）的整數(shù)倍。

如何踩坑的？

在一份十分優(yōu)秀的代碼中，指針的使用率占比很高，因為指針能讓代碼實現(xiàn)變得更自由、更高效和更方便等諸多優(yōu)點，可對于不十分熟悉指針的朋友來說，用起來也許就是災難（常見的就是程序跑飛）

因此，通過指針的使用率大概就能判斷一個人的編程能力水平

請看下面的代碼，運行結果是怎么樣的呢？

//?假設數(shù)組首地址為?0x00004000，符合內存對齊：4的倍數(shù)
static?unsigned?char?sg_arrBuf[100];?

int?main()
{
????memset(sg_arrBuf,?0,?sizeof(sg_arrBuf));

????//?地址為?0x00004000
????uint8_t?*pucVal?=?(uint8_t?*)&sg_arrBuf[0];

????//?地址為?0x00004001
????uint16_t?*puiVal?=?(uint16_t?*)&sg_arrBuf[1];

????*pucVal?=?20;???//?HEX:?0x14
????*puiVal?=?2000;?//?HEX:?0x07d0

????printf("HEX:?");

????for?(int?i?=?0;?i?

	很多朋友期望的結果如下（小端模式）：
HEX:?14?d0?07

	事實真的一定如此嗎？

	不一定！

	也許部分朋友在自己電腦上打開 VS 復制粘貼運行了，編譯后運行，結果還真和上面一樣！??！你這不是在忽悠人嗎?。?！

	那有試過在 MCU 上跑過嗎？是不是程序跑飛了？

	為什么？

	當計算機讀取或寫入內存地址時，它將以字（word）大小的塊進行存儲。數(shù)據(jù)對齊意味著將數(shù)據(jù)放在等于字長的倍數(shù)的內存偏移處，正是由于這種CPU處理內存的方式從而提高了系統(tǒng)的性能。大多數(shù)CPU只能訪問內存對齊的地址。

	意味著部分系統(tǒng)架構體系對于未對齊的地址進行訪問時會發(fā)生異常，如果嘗試去訪問內存未對齊的變量進行操作會導致總線錯誤。它只支持對齊訪問。

	比如我們訪問一個 4 字節(jié) (Double Word) 型的變量時，如果這個變量的起始地址是能被 4 整除的話，我們說這種訪問是雙字節(jié)對齊的。如果訪問一個 2 字節(jié) ( Word ) 變量，當起始地址能被 2 整除時是對齊的。訪問字節(jié) ( Byte ) 型變量，總是對齊的。

	根據(jù)這個就能很快鎖定問題原因了，那就是程序運行到這個位置就導致總線錯誤，從而跑飛了。
//?地址為?0x00004001，未對齊
*puiVal?=?2000;?//?HEX:?0x07d0

	預防及解決措施

	關于上述的寫法，有些朋友可能在電腦端實現(xiàn)了某個功能，電腦測試沒有任何問題，但是一旦移植到 MCU 上就不行，那么抓緊檢查一下是不是這個問題呢。

	因此，為了確保我們的代碼有很高的移植性和穩(wěn)定性，那么一定要預防這種情況，可以通過采用訪問字節(jié) ( Byte ) 型變量，也可以使用memcpy的方式處理這種操作就能避免這種問題。
//?假設數(shù)組首地址為?0x00004000，符合內存對齊: 4的倍數(shù)
static?unsigned?char?sg_arrBuf[100];?

int?main()
{
????memset(sg_arrBuf,?0,?sizeof(sg_arrBuf));

????uint8_t?ucVal?=?20;
????uint16_t?uiVal?=?2000;

????memcpy(&sg_arrBuf[0],?&ucVal,?1);
????memcpy(&sg_arrBuf[1],?&uiVal,?2);

????printf("HEX:?");

????for?(int?i?=?0;?i?
? 編輯：黃飛

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