
很多编程语言都以 “没有指针” 作为自己的优势来宣传,然而,对于C语言,指针却是与生俱来的。 那么,什么是指针,为什么大家都想避开指针。 很简单, 指针就是地址,当一个地址作为一个变量存在时,它就被叫做指针,该变量的类型,自然就是指针类型。 指针的作用就是,给出一个指针,取出该指针指向地址处的值。为了理解本质,我们从计算机模型说起。 宏观看来,计算机可以分为两类: 存储-执行计算机。 CPU在地址总线上发射一个地址到内存。 从特定地址A0取出值V0。 mov -0x4c(%rbp),%ebx int a = 10; 这就是C指针的背景。在那个年代,人们还没有渴望计算机帮助完成更复杂的业务逻辑,人们只是希望用一种更加简单的方式抽象出计算机的行为,最终的结晶,就是C语言。 于是,我们说,C语言的精华就是指针,指针是C语言的一切。我们可以没有if-else语言,我们可以没有switch-case语句,我们可以不要while,我们不要for,但我们必须有指针。 是的,我们可以用指针函数的状态矩阵代替if-else之类: int (*routine)[...](); … 指针是存储-执行模型的计算机工作的必要条件! 我们再看存储-执行模型的计算机的工作方式: 给定一个地址,CPU就可以取出该地址的数据。 只要想让CPU正常工作,就必须暴露整个内存地址空间给CPU,否则CPU就是一堆毫无用处的门电路,换句话说, 一切来自内存! 操作内存就必然要用指针! 其实,C语言就是简化版的汇编语言。最终,C语言接力汇编用指针创造了世界。 不管怎么样,C语言是面向计算机的编程语言,而不是面向业务的编程语言,它映射了计算机的工作方式而不太善于描述业务逻辑,因此,C语言深受黑客,编程手艺人这种计算机本身的爱好者喜爱,却不被业务程序员待见,因为摆弄指针确实太繁琐复杂了,一不小心就会出错。 存储-执行模型的问题在于,要设计复杂的带外机制防止内存被任意访问,由此而来的就是复杂的分段,分页,访问控制,MMU等机制,当然,这些机制和CPU依靠指针访问内存的工作方式并不冲突。 把C语言指针用的最绝的应该就是Linux内核的嵌入式链表 struct list_head 了: struct list_head { 通过container_of宏,list_head可以转换为任意对象: /** 然而,C语言依然对业务编程不友好,前面说了,C语言映射的就是计算机工作方式本身,若想用好C语言,就必须要懂计算机原理,这并不是业务程序员的菜,业务程序员只是编写业务逻辑,并不在乎计算机是如何工作的。 曾经,计算机还是一群痴迷于技术本身的极客们的玩具,计算机是属于他们的,他们用C编程,用Perl/Python/Bash粘合二进制程序。进入互联网时代,随着越来越复杂的业务逻辑出现,越来越多的职业程序员开始成了多数派,他们开始使用更加业务友好的语言,Java,Go便成功了。 不能说这些业务编程语言没有指针,只是它们隐藏了指针而已,它们对程序员暴露了更加对业务友好的编程接口和语法,自己在底层处理指针问题,仅此而已。指针是客观存在的,只要你使用的是存储-执行模型的计算机,指针就是一切。 |