2

Я давно изучал язык СИ, сейчас изучаю другой, но до сих пор не могу до конца понять базовую вещь - указатели.

Я знаю, что переменная занимает место в памяти, в зависимости от типа:

  • int - 4байта

  • char - 1байт

  • ...

  • void* - 8байт(как и любой указатель)

Переменные хранят в себе значения. Указатели так же, но значением является адрес другой переменной.

А не понимаю я вот что: эти 4 байта для int(к примеру) физически лежат в памяти. Если мы хотим получить доступ к ячейкам памяти, то нам все же где-то нужно хранить указатель на них!? Получается любая переменная по факту занимает 8 байт и разделение на простая и указатель переменная есть ни что иное как синтаксический сахр?

8
  • Разные компиляторы по разному. borland c++ 3.0 - у него int 2 байта. x86 - int = 4 байта, а в x64 сборка int = 4 байта, но выравнивание 8 байт, поэтому для кросспатформ используют int8_t int16_t int32_t и т п. Если пакуется в структуры - нужно отключать паковку байт, что бы тип данных не расширялся, ещё в кросс-платформенных программах учитывается, что часть платформ читает байты слева-направо, а часть наоборот.
    – nick_n_a
    12 мая в 20:41
  • sizeof(void*) в x86 win сборке 4 байта это точно (очень удобно в int хранить было), в x64 win 8 байт, в borland c++ 3.0 2 байта.
    – nick_n_a
    12 мая в 20:43
  • Для x64 - Смотря где переменная находится, если переменная в массиве - то данные спаковываются, и размер int[2] и int[1] будет фактически равен из-за align8. Если переменная в глобальной памяти или в стеке, она будет занимать кратно 8 из-за align8, если переменная в "packet" struct то она будет занимать столько сколько должна 4, а не больше.
    – nick_n_a
    12 мая в 20:47
  • @nick_n_a по-моему вы упускаете суть вопроса
    – andreymal
    12 мая в 20:52
  • 3
    Просто для демонстрации некорректности ваших рассуждений — давайте (полагая что вы правы, и к 4 байтам нужны еще 8 для адреса) рекурсивно спросим себя, но ведь эти 8 где-то тоже хранятся в памяти, и "нам все же где-то нужно хранить указатель на них!?" — итак, уже 4+8*2. Но и этот адрес тоже надо где-то хранить, так что... Да как вообще программа может работать на компьютере без бесконечной памяти? :) Все дело в том, что, огрубляя, для переменных адреса в памяти не хранятся, а вычисляются еще на этапе компиляции (опять же, с массой тонкостей) и используются в коде, по сути, непосредственно.
    – Harry
    13 мая в 5:04

3 ответа 3

3

Если мы хотим получить доступ к ячейкам памяти, то нам все же где-то нужно хранить указатель

Да.

разделение на простая и указатель переменная есть ни что иное как синтаксический сахр?

Нет.

Есть два основных вида переменных:

  • Глобальные и статические — их адреса известны во время линковки (или задаются один раз при запуске приложения), и в каком-то виде зашиваются прямо в код, который к ним обращается.

  • На стеке — в одном из регистров обычно хранится указатель на верхушку стека, а к переменным обращаются по смещению относительно этого указателя. Смещение зашивается в код, который к ним обращается.

    Либо такие переменные могут быть соптимизированы и храниться в регистрах, тогда в код зашивается, какой именно это регистр.

Объекты в куче не являются переменными, потому что у них нет имен (грубо говоря). И для них нет какого-то автоматического вычисления адреса. К ним можно обратиться только через указатель вручную (так же, как можно обратиться к любому другому объекту).


разделение на простая и указатель переменная

Создается ощущение, что вы думаете, что указатели отдельно, а все остальные объекты отдельно.

На самом деле, указатели - это подвид объектов, и на них действуют все те же правила, что и на остальные объекты.

2
  • Разве отсутствие имени подтверждает, что объекты не переменные? Не бьёт с документацией!
    – cppbest
    13 мая в 13:07
  • 1
    @cppbest И кидаете мне ссылку на мой же ответ. :р Не хочу углубляться в это, но пояснение добавлю. 13 мая в 14:04
1

Когда мы создаем в программе переменную, например, типа int, мы резервируем в статической памяти 4 байта для ее хранения. Компилятор на этапе компиляции уже знает адрес, где искать эту переменную, поэтому больше 4 байт ему не потребуется. Но при создании переменных в куче, с помощью динамического выделения памяти (malloc и прочего), без дополнительной информации о местоположении уже не обойтись, ведь на этапе компиляции мы никак не можем знать, какое место в памяти нам подсунет система.

3
  • Если есть статья, где поподробнее расписано, я был бы рад ее прочитать.
    – Cleonia
    12 мая в 21:19
  • 1
  • Я взял из своих знаний, в которых, конечно, на безупречную правоту не претендую. Не знаю насколько подробно вас интересует природа этих явлений, я рассказал как знал.
    – kuskas112
    12 мая в 21:24
1

Есть три основных типа хранилища (storage class): стек (локальное), куча (динамическое) и статическое, а также ещё особняком есть память для кода:

  • Если переменная хранится в куче, то указатель должен быть, без него никак, иначе будет утечка памяти.

  • Если хранится в статической памяти, то память для неё резервируется на этапе компиляции и выделяется до запуска main.

  • Если переменная стековая, то тут уже зависит от оптимизаций. Раньше даже было ключевое слово register. У регистровых переменных нельзя было брать адрес даже при условии, что это не требование, а совет компилятору.

  • Код тоже хранится в памяти. Можно брать адрес функций.

Собственно, когда вы пишете имя переменной, то вы обращаетесь к какому-то адресу, т.к. имена переменных - это абстракция. Поэтому всё имеет адрес: либо в RAM (на самом деле в виртуальной памяти), либо где-то в кэше процессора, или даже в регистрах. Но получить адрес вы можете только для объектов в RAM.

Любая переменная не занимает 8 байт. Адрес любого объекта занимает место в памяти. Кроме того, 8 байт актуальны только для 64-битных систем, и то не во всех случаях:

#include <iostream>

struct A {
    void method() {}
    int data{37};
};

int main() {
    A a;
    std::cout << sizeof(&a) << std::endl;
    std::cout << sizeof(&A::data) << std::endl;
    std::cout << sizeof(&A::method) << std::endl;
    return 0;
}

Предполагаемый вывод:

8
16
16
1

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.