指针存储地址——那么它们为什么有类型？

Source: Dev.to

为什么指针有类型

我们常听到 “指针只是存储内存地址的变量”。
这句话在技术上是对的，但不完整。如果指针仅仅是原始地址，那么所有指针都会完全相同（通常是 4 或 8 字节）。在 C/C++ 中我们有 char*、int*、double*、struct* 等等。

如果地址只是一个数字，类型为何重要？

指针类型的作用

物理内存并不区分整数、字符或浮点数；它仅仅是一串字节。指针类型充当编译器的模板，告诉它两个关键信息：

1. 宽度 – 从该地址起要读取多少字节。
2. 解释方式 – 读取这些字节后，如何对待它们（例如，作为有符号整数、IEEE‑754 浮点数或 ASCII 字符）。

示例可视化

考虑从地址 0x20000000 开始的四个字节内存：

解引用 char*

char *pc = (char *)0x20000000;
char c = *pc;   // reads 1 byte

编译器恰好读取一个字节 (0x01) 并把它当作字符处理。

解引用 int*

int *pi = (int *)0x20000000;
int i = *pi;   // reads 4 bytes

编译器读取接下来的四个字节并将它们组合成一个整数，在小端系统上得到 0x04030201。

地址和底层数据并未改变；唯一不同的是 解释方式。

关于内存和指针的基本真理

• 内存是一个线性地址空间，由字节大小的存储单元组成。
• 地址仅仅是一个起始点。
• 指针类型告诉编译器 如何 解释该地址处的字节。

因为内存本身没有类型的概念，指针类型变得至关重要。它向编译器提供：

1. 读取或写入多少字节。
2. 如何解释这些字节。
3. 指针算术应如何工作。

指针算术与类型缩放

指针算术会根据所指向类型的大小进行缩放。例如：

int *p;
p = /* some address */;
p + 1;   // advances 4 bytes, because sizeof(int) == 4

如果 p 是 char*，p + 1 只会前进一个字节。

理解 “指针存储地址” 只是第一步。掌握指针 类型 才能揭示软件实际如何与内存交互。