3 挑战指针（harib01c）

前面说过“C语言中没有直接写入指定内存地址的语句”，实际上这不是C语言的缺陷，因为有替代这种命令的语句。一般大多数程序员主要使用那种替代语句，像这次这样，做一个函数write_mem8的，也就只有笔者了。如果有替代方案的话，大家肯定想用一下，笔者也想试试看。

write_mem3(i, i & 0x0f）；

替代以上语句的是：

＊i = i & 0x0f；

两个语句有点像，但又不尽相同。不管那么多了，先换成后面一种写法看看吧。好了，改完了，用“make run”命令运行一下。唉？奇怪，怎么会出错呢？

invalid type argument of ｀unary ＊'

类型错误？

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没错，就是类型错误。这种写法，从本质上讲没问题，但这样就是无法顺利运行。我们从编译器的角度稍微想想就能明白为什么会出错了。回想一下，如果写以下汇编语句，会发生什么情况呢？

MOV [ 0x1234], 0x56

是的，会出错。这是因为指定内存时，不知道到底是BYTE，还是WORD，还是DWORD。只有在另一方也是寄存器的时候才能省略，其他情况都不能省略。

其实C编译器也面临着同样的问题。这次，我们费劲写了一条C语句，它的编译结果相当于下面的汇编语句所生成的机器语言，

MOV [i], (i & 0x0f）

但却不知道[i]到底是BYTE，还是WORD，还是DWORD。刚才就是出现了这种错误。

那怎么才能告诉计算机这是BYTE呢？

char ＊p; /＊，变量p是用于内存地址的专用变量＊/

声明一个上面这样变量p, p里放入与i相同的值，然后执行以下语句。

＊p = i & 0x0f；

这样，C编译器就会认为“p是地址专用变量，而且是用于存放字符（char）的，所以就是BYTE.”。顺便解释一下类似语句：

char ＊p; /＊用于BYTE类地址＊/
short ＊p; /＊用于WORD类地址＊/
int ＊p; /＊用于DWORD类地址＊/

这次我们是一个字节一个字节地写入，所以使用了char。

既然说到这里，那我们再介绍点相关知识，“char i; ”是类似AL的1字节变量，“short i; ”是类似AX的2字节变量，“int i; ”是类似EAX的4字节变量。

而不管是“char *p”，还是“short *p”，还是“int *p”，变量p都是4字节。这是因为p是用于记录地址的变量。在汇编语言中，地址也像ECX一样，用4字节的寄存器来指定，所以也是4字节。

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这样准备工作就OK了。再用“make run”运行一遍以下内容。

void HariMain(void)
{
    int i; /＊变量声明。变量i是32位整数＊/
    char ＊p; /＊变量p，用于BYTE型地址＊/

    for (i = 0xa0000; i <= 0xaffff; i++) {

        p = i; /＊代入地址＊/
        ＊p = i & 0x0f;

        /＊这可以替代write_mem8(i, i & 0x0f); ＊/
    }

    for (; ; ) {
        io_hlt();
    }
}

哇，居然不使用write_mem8就能显示出条纹图案，真是太好了。

嗯？且慢！仔细看看画面，发现有一行警告。

warning: assignment makes pointer from integer without a cast

这个警告的意思是说，“赋值语句没有经过类型转换，由整数生成了指针”。其中有两个单词的意思不太明白。类型转换是什么？指针又是什么？

类型转换是改变数值类型的命令。一般不必每次都注意类型转换，但像这次的语句中，如果不明确进行类型转换，C编译器就会每次都发出警告：“喂，是不是写错了？”顺便说一下，cast在英文中的原意是压入模具，让材料成为某种特定的形状。

指针是表示内存地址的数值。C语言中不用“内存地址”这个词，而是用“指针”。在C语言中，普通数值和表示内存地址的数值被认为是两种不同的东西，虽然笔者也觉得它们没什么不同，但也只能接受这种设计思想了。基于这种设计思想，如果将普通整数值赋给内存地址变量，就会有警告。为了避免这种情况的发生，可以这样写：

p = (char ＊）i；

这就对i进行了类型转换，使之成为表示内存地址的整数。（其实这样转换以后，数值一点都没变，但对于C编译器来说，类型的不同有着很大的差别。）以后再进行这样的赋值时，就不会出现这种讨厌的警告了。于是我们这样修改一下。

再运行一次“make run”吧。好了，不再出现那种烦人的警告了。write_mem8已经没用了，所以可以将它从naskfunc.nas中删除。

这样的写法虽然有点绕圈子了，但我们实现了只用C语言写入内存的功能。

COLUMN-2 只要使用类型转换，就可以不用指针之类的方法吗？

好不容易介绍完了类型转换，我们来看一个应用实例吧。如果定义：

p = (char ＊) i；

那么将上式代入下面语句中。

＊p = i & 0x0f；

这样就能得到下式：

＊((char ＊) i) = i & 0x0f；

这个语句执行起来毫无问题。虽然读起来不是很容易理解，但这样可以不特意声明p变量，所以笔者偶尔还是会使用的。

有没有觉得这种写法与“BYTE[i] = i & 0x0f; ”有些相像吗？在特别喜欢汇编语言的笔者看来，会有这种感觉呢。（笑）

COLUMN-3 还是不能理解指针

能有这种想法，说明你很诚实。那好，我们再尽量详细地讲解一下。

如果你曾经使用过C语言，并且听说过“指针”这个词，那么刚才的说明肯定让你觉得混乱，摸不着头脑。倒是那些从未接触过C语言的人更能理解一些。

这里，特别重要的一点是，必须想点办法让C语言完成以下功能：

MOV BYTE [i], (i & 0x0f)

也就是，向内存的第i号地址写入i & 0x0f的计算结果。而程序只是偶然地写成了：

int i；
char ＊p；

p = (char ＊) i；
＊p = i & 0x0f；

必须要先理解以上程序。这可能与你所知道的指针的使用方法完全不同，不过暂时先不要想这个。总之上面4行，是MOV语句的替代物，这一点是最重要的。

从没听说过C语言指针的人，仅仅会想“哦，原来C语言中是这么写的，没那么复杂么。”的确如此，没什么不懂的嘛。

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下面再稍微深入说明一下。我们常见的两个语句是：

p = (char ＊) i；
＊p = i & 0x0f；

这两个语句有什么区别呢？这是不懂汇编的人常有的疑问。将以上语句按汇编的习惯写一下吧。假设p相当于ECX，那么写出来就是：

MOV ECX, i
MOV BYTE [ECX], (i & 0x0f)

它们的区别很清楚，即一个是给ECX寄存器赋值，一个给ECX号内存地址赋值。这完全是两回事。存储它们的半导体也不一样，一个在CPU里，一个在内存芯片里。在C语言中，虽然p与*p只有一字之差，但意思上的差别却如此之大。

如果执行顺序调过来会怎么样呢？也就是像这样：

＊p = i & 0x0f；
p = (char ＊) i；

不是很熟悉指针的人可能认为这样也行。但是，这相当于：

MOV BYTE [ECX], (i & 0x0f)
MOV ECX, i

如果这么做，第一个MOV的时候，ECX的值不确定，是个随机数，这会导致i & 0x0f的结果写入内存的某个不可知的地址中。这样的后果很严重。

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另一个比较常见的疑问，是关于声明的。在C语言中，如果不声明变量就不能使用。所谓声明，就是类似“int i; ”这种语句。有了这句话，变量i就可以使用了（与此不同的是汇编语言中，EAX, DL等，不声明也可以自由使用）。在C语言中，声明了10个变量，就可以用10个变量，这是理所当然的事。

既然如此，那为什么只声明了“char *p; ”却不仅能使用p，还可以使用*p呢？这让人搞不懂……确实，这个程序中，给p和*p赋值了。看上去，能够使用的变量数比实际声明的变量数要多。

遇到这种情况时，我们先回到汇编语言中看看。

MOV ECX, i
MOV BYTE [ECX], (i & 0x0f)

看着这个程序，就不会再有人认为其中有2个变量了。其中只有一个ECX。而且，同样是“MOV AL, [ECX]”, ECX是123的时候，和ECX是124的时候，放入AL的值也是不同的（只要这两处地址存放的不是同样的值）。这是因为地址不同，代表的内存区域不同。就好比不同的住址，住的人也不一样。

所以，同样是*p，因为p值的不同，记录的值也不同。

＊p = 3；
p = p + 3；
i = ＊p；

也就是说如果执行以上片段，i不一定是3，因为地址已经变了。

费了半天劲，其实笔者想说的就是，*p并不是什么变量。确实，我们可以给*p赋值，也可以引用*p的值，这看起来就像变量一样。但即便如此，*p也不是一个变量，变量只有p。所谓*p，就相当于汇编中BYTE [p]这种语句的代替。

如果你还执拗地说*p是一个变量，那照这种逻辑，变量可远不止2个，还有很多很多。因为只要给p赋上不同的值，*p就代表完全不同区域的内存内容。

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下一个问题也是关于声明的：“char *p; ”声明的是*p，还是p呢？

这也是一个常见的问题。先给出结论吧，声明的是p。“既然如此，那为什么不写成char*p；呢？”有这种想法，说明你这方面的直觉很好。笔者也认为这样写对于初学者来说更简单易懂。事实上，在C语言中写成“char* p; ”也可以，既不出错，也不出警告，运行也没问题。

但这种写法有点小问题。如果写成“char* p, q; ”，我们看上去会觉得p和q都表示地址的变量，但C编译器却不那样认为，q会被看作是一般的1字节的变量。也就是被解释成“char*p, q”。为了避免这样的误解，一般的程序员不写成“char* p; ”，所以笔者也按照这个习惯编写程序。另外，如果想要声明两个地址变量，就写成“char *q, *p; ”。

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今天的专栏写得好长呀，我们来整理总结一下吧。首先，本书中出现的“char *p; ”不必看作指针，这是最重要的决窍。p不是指针，而是地址变量。不要使用“p是指针”这种模棱两可的说法，“p是地址变量”这种说法比较好。

将地址值赋给地址变量是理所当然的。并且，既然地址代表的是内存的地址，可以让该地址存放自己想放的任何值。虽然也可以将地址变量说成是指针，但笔者听到指针这个说法也很茫然，所以除了跟别人讨论时以外，笔者也不说指针什么的。

C语言中地址变量的声明，以及给内存地址赋值的，写法不是很习惯，但终究这只是写法的不同，思考问题的方法与汇编语言差不多。在C语言开发人员看来，“C语言的*p比汇编语言BYTE [p]，更短小精悍”，确实，简洁是一个长处，但就是因为简洁，才让初学者不好理解。

C语言的很多初学者都在学习指针时受挫，以至于会想“如果没有指针就好了”。而事实上，没有指针的语言也确实是存在的。但这种语言很不好用，因为没有指针就无法往指定内存的地址存入数据，那怎么往VRAM上绘制图像呢？这种语言只能让写操作系统变得更加困难。

笔者也认为，C语言指针的语法很难理解，所以希望能改善。但它像汇编语言一样，能直接访问地址，这一点非常好。所以希望大家能这样想：“不是要废除指针，而是把指针改善得更直观易懂。”

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