# 理解内存与指针

# 内存与内存地址

# 什么是内存

内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。

内存也被称为 内储存器 和 主存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及和硬盘等外部存储器交换的数据。下面是CPU的组成和工作原理：

在计算机的组成结构中，有一个很重要的部分是储存器。

存储器是用来存储程序和数据的部件，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存）。

内存就是暂时存储程序以及数据的地方，相对于外存（硬盘是外存的一种）而言，我们在电脑上输入文字、字符的时候，它就会被存入内存中，只有当你选择保存文件的时候，内存中的数据才会被存入硬盘。

内存是CPU能够直接寻址的存储空间，特点是存取速率特别快，临时存放数据，不能永久保存数据。

外存是计算机的存储器的一种，主要用来存放暂时不用的程序和数据。特定是容量大、价格低，但是存取速度慢。外存和内存之间尝尝频繁的交换信息。

# 什么是内存地址

内存地址是用于软硬件等不同层级中的数据概念，用来访问内存中的数据。

可以通过WiKi或者百度百科进行更加深入的了解。

# 指针、地址与引用

# 引用

引用是一个变量的别名，为什么引入别名？是因为我们想定义一个变量，由这个变量来共享另一个变量的内存空间，所以使用别名是一个很好的选择。

变量是什么？ 是一个内存空间的名字，如果我们给这个内存空间再另外起一个名字，就是能共享这个内存了，引用（别名）由此而来。

比如：

var obj = { a: 1, b: 2 };
var obj1 = obj;

这里我们就可以说变量obj1是变量obj的一个引用；（因为在javascript中，object类型的赋值，是引用地址赋值）

# 指针

指针，指向另一个内存空间的变量，我们可以用个它来索引另一个内存空间中的内容，而指针本身有自己的内存空间。

如下图所示：

# 两者区别

引用是一个变量的别名，本身不单独分配自己的内存空间，而指针有自己的内存空间。

引用在开始的时候就绑定到了一个内存空间(开始必须赋初值), 所以它只能是这个内存空间的名字, 而不能改成其他的, 当然, 我们可以改变这个内存空间的值。

eg:

var obj = { a: 1, b: 2 };
var obj1 = obj;

obj.b = 3;
// {a: 1, b: 3 }

obj1.a = 4;
// {a: 4, b: 3 }

obj1 = { a:1, c:2 };
console.log(obj1);
// { a:1, c:2 };
console.log(obj);
// {a: 4, b: 3 }

这段代码的过程如下：

# 指向变量的指针

一个变量的地址指出了变量的存储单元在内存中的具体位置，能对变量进行存取操作。那这个变量就是指向变量的指针。

可以参考上面的 “图二” 可以很好的理解指向变量的指针。

# 指向指针的指针

如果一个指针变量存放的又是另一个指针变量的地址，则称这个变量为指向指针的指针变量或指向指针的指针。

#include <stdio.h>

// 入口主函数
void main () {
    int a = 5;
    // 这里&a就是变量a的内存地址
    int *p = &a;
    // 这里是打印输出变量a的值
    printf("%d\n", *p);
}

# 指向函数的指针

指向函数的指针变量被称为函数指针。本身是指针变量，只不过该指针变量指向函数。

有了函数指针之后，就可以用该指针变量来调用函数。

函数指针有两个用途：

• 调用函数

• 做函数的参数

// 调用函数
function max (x, y) {
    return x > y ? x : y;
}

max(1, 2);


// 做函数的参数
const a = [1,5,3,4,78,96,54,1,2,3,4];

function sum(total, num) {
    return total + Math.round(num);
}

a.reduce(sum);

以上例子中 max 和 sum 都是指向函数的指针变量。

# 多级指针

多级指针，是指 “指向地址的指针”;

# 一级指针

#include <stdio.h>

// 入口主函数
void main () {
    int i = 10;
    // 这里&a就是变量a的内存地址
    int *p1 = &a;
    // 这里是打印输出变量a的值
    printf("%d\n", *p1);
}

在这里的 *p1 就是一级指针

这里同样参考 “图二” 来理解

指针变量p可以通过 *p1 来获取到变量i的值，也可以进行修改操作，总之 *p1 可以操作变量i的内存空间，所以 * 是一个操作内存空间的一个符号。

*p也就被称为一级指针。

# 二级指针

同上面讲的一级指针原理一致。

#include <stdio.h>

// 入口主函数
void main () {
    int i = 10;
    // 这里&a就是变量a的内存地址
    int *p1 = &a;
    int **p2 = &p1;
}

**p2 即为二级指针。

其余多级指针依旧同理：

int ***p3 = &p2;
int ****p4 = &p3;

# 动态内存分配

理解指针的操作，更加有助于我们更快的理解数据结构和算法。