c++ - 直接用变量设置指针意味着什么？

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PS，我知道指针是什么以及如何使用指针，但对一件事感到困惑。我已经尝试过在 stackoverflow 上搜索这个问题:

int *ptr = 20 //why illegal or seg fault or crash?
printf("%i", *ptr) // Seg Fault
printf("%i", ptr) // Output -> 20
printf("%p", &ptr) // Returns a valid address.   

并发现，通过直接将值分配给指针而不使用 malloc 或 null 初始化，意味着我们对编译器说，嘿 CPU，在内存中创建一个空间来在给定的确切地址处存储整数值，在本例中为 20。所以基本上是告诉编译器在地址为 20 的 RAM 中为 INT 腾出一个位置。通过这样做，我们正在接触系统内存或非法空间。

但我不明白的是，

1. How the integer 20 can directly be referenced as a memory?

2. What happens when we do the same for float or char? for example float *ptr = 20.25

3. I tried directly converting c code to assembly with a website, for a legal and illegal pointer example, where I see that the same registers are called, same MOV operations are done, And no explicit "MAKE SPACE AT given ADDRESS" instructions were set.

4. 最后，当我们通过 char 声明字符串时到底会发生什么*ptr =“你好”？

我已经尝试了一切可能的方法来理解这一点，但还是不行。你们能指出我正确的方向吗？谢谢...

Answer 1

How the integer 20 can directly be referenced as a memory?

使用我的 C++ 编译器，它无法编译:我收到此错误:

temp.cpp:22:14: error: cannot initialize a variable of type 'int *' with an
    rvalue of type 'int'
      int * x = 20;

它确实编译为 C，尽管有此警告:

temp.c:12:11: warning: incompatible integer to pointer conversion initializing
    'int *' with an expression of type 'int' [-Wint-conversion]
  int * x = 20;

但是，这确实可以在 C 和 C++ 下编译:

   int * x = (int *) 20;

...它可以编译，因为 20 是一个格式良好的内存地址(它指定距进程内存空间开头 20 个字节的内存位置)。

请注意，在大多数操作系统上，它不是可用的内存地址；大多数操作系统将地址空间的前几页标记为“不可读/不可写”，这样当有人试图取消引用 NULL 指针时，它们可能会导致进程崩溃(否则会导致进程以较小的速度读取或写入内存)从内存空间开始的偏移量)

What happens when we do the same for float or char? for example float *ptr = 20.25

这些类型无法编译，因为浮点(或字符)值作为内存地址没有意义。在大多数环境中，内存地址是距内存空间顶部的整数偏移量，因此如果您想将其指定为常量(顺便说一句，您通常不想这样做，除非您在非常低的级别上工作，例如直接在嵌入式 Controller 中寻址 DMA 硬件)，它需要是一个整数常量。

And no explicit "MAKE SPACE AT given ADDRESS" instructions were set.

这是预料之中的——设置一个指向值的指针不会隐式地为任何东西腾出空间，它只是将指针设置为指向指定常量的内存地址。

Lastly, What exactly happens when we declare strings by doing char *ptr = "Hello"?

在这种情况下，编译器会识别出您已声明一个字符串常量，并将该字符串作为只读数组添加到进程的内存空间中。完成此操作后，它可以将指针设置为指向该数组的开头。请注意，此行为特定于字符串常量，不会延续到 int 或 float 等其他数据类型。

另请注意，是字符串常量的声明触发了该常量的添加，而不是指向该常量的指针的设置。例如，如果您有以下代码:

const char * s1 = "Hello";
const char * s2 = "Hello";
printf("s1=%p s2=%p\n", s1, s2);

...您将看到如下输出:

s1=0x104608f4e s2=0x104608f4e

...请注意，两个指针都指向同一内存位置；由于两个字符串相同且只读，因此编译器可以通过仅分配字符串数据的单个实例来节省内存。

相反，如果你这样做:

const char * x = (const char *) 20;

...您会遇到与 int * 示例中遇到的完全相同的问题。