C++中的指针和地址

Question

我有点搞乱指针。请查看以下结果（地址）。

第一个代码：

#include <iostream>

int main(){
    int a = 5;
    void* pointer = &a;
    std::cout << a << std::endl << &a << std::endl;
    std::cout << pointer << std::endl ;
    std::cin.get();
}  

结果：

第二个代码：

#include <iostream>

int main(){
    int a = 5;
    void* pointer = &a;
    std::cout << a << std::endl << &a << std::endl;
    std::cout << &pointer << std::endl ;
    std::cin.get();
}  

结果：

为什么两个代码之间变量a的地址会发生变化？

Answer 1

这很简单。 int a 和 void* pointer 是两个不同的变量，或者我最好说 内存位置 在堆栈上。 a 在它的位置保存一个类似 5 的值。 pointer 保存a 的内存位置的地址。 pointer 本身存储在不同的位置，当您编写 std::cout << &pointer << std::endl; 时，它将打印 pointer 变量的地址，而不是 a 的地址的内容。

作为一个简化的例子：

将0x4视为pointer本身的地址，其中的值为0xC。该值指向a 的位置。为了读取a（即5）的值，您首先必须转到0x4 以读取其内容。它的内容是0xC，现在你已经成功发现a的位置是0xC。然后你必须去 0xC 并且在那个地址，你会找到值 5。

你看 -> 0x4( content == 0xC ) -> 0xC( content == 5 ) -> 完成！

Answer 2

在第一个代码poiner中存储了变量a的地址，并通过命令。

std::cout<<pointer<<std::endl;

您打印a 的地址。而已。 在第二个代码中pointer也存储了变量a的地址，但&pointer是变量pointer的地址。试试下面的

#include <iostream>
int main(){
    int a = 5;
    void* pointer = &a;
    void** pointer_to_pointer = &pointer;
    std::cout << a << std::endl << &a << std::endl << pointer << std::endl;
    std::cout << &pointer << std::endl << pointer_to_pointer;
    std::cin.get();
}  

我的输出是

5
0x7aba1bd92e94
0x7aba1bd92e94
0x7aba1bd92e98
0x7aba1bd92e98

Answer 3

在第一种情况下，您永远不会获取pointer 的地址，因此pointer 可以存储在寄存器中，甚至根本不存储。 （现代编译器非常聪明，现代机器有很多寄存器。）

例如，gcc 11 将值保存在寄存器中而不进行优化，而-O2 它只是直接插入a 的地址。 （大会here，好奇的人。）

在第二种情况下，您确实获取了pointer的地址，因此它必须存储在内存中的某个位置。
这意味着a 可能会存储在不同的位置以便为其腾出空间。

此外，一些平台会随机存储位置以降低程序的可破解性，因此假设事物在不同的“运行”中具有相同的地址通常不是一个好主意。