将指针存储在内存中，比它所指向的字节占用更多的内存吗？

Question

我的问题是指针的值存储在哪里，它们在内存中占用的空间是否比它们所指向的内容更多。例如，如果我有一个64位指针，用于指向内存中的一字节信息，指针的值存储在哪里，它是否比数据本身占用更多的空间？

以下是使用C语言编写的问题示例：

char data = 10;

char* charPointer = &data;

charPointer是否比数据本身占用更多的空间，因为指针是64位而数据只有8位？

PS：我目前正在尝试学习C语言的基础知识。

- John Issa

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请勿同时标记C和C++，除非涉及两种语言之间的差异或交互问题。如果要针对这两种语言提出相同的问题，请为每种语言发布一个问题。 - Eric Postpischil

sizeof 运算符给出与某个东西使用的内存相关的结果。通常情况下，sizeof(char *) 是实现定义的，但在实践中通常大于 1（例如，在 32 位系统上通常为 4，在 64 位系统上通常为 8）。根据定义，sizeof(char) 等于 1。很容易推断出（例如）4 > 1 或 8 > 1。问题在于 - 根据对其的处理方式 - 编译器可能会将 charPointer 优化掉，因此在运行时不使用任何内存。 - Peter

Answer 1

指针的值存储在您声明它要存储的地方；例如，如果您将指针声明为局部变量，则它将存储在堆栈中；另一方面，如果您在堆上分配了指针（或更常见的是，将指针作为在堆上分配的对象的成员变量包含在内），则指针将在堆中。

那么指针本身占用的空间是否比数据本身多？

在这种情况下，是的。

您实际上可以检查一个值占用多少空间：

printf("data takes up %zu bytes\n", sizeof(data));
printf("charPointer takes up %zu bytes\n", sizeof(charPointer));

如果你使用的是64位计算机，你会发现指针占用8字节，这与你所期望的相同。

指针指向的char类型占用1个字节，但在许多情况下，也会插入一些填充字节，以保持堆栈中下一个变量的对齐方式，以便CPU能够高效地访问。

- Jeremy Friesner

Answer 2

在几乎所有的C实现中，指向char的指针比char本身占用更多的空间。（C标准允许它们大小相同，但这样的实现在最好的情况下很少见，更有可能是过时或不存在的。）

尽管如此：

• 人们可能需要一个指针来指向一组对象中的某个对象，或者管理对象，或者以各种方式将它们连接起来。
• 指针可以指向比char大得多的对象。
• 指针可以指向数组中的许多元素中的第一个元素，因此一个指针可以提供对许多对象的访问。

- Eric Postpischil

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虽然不常见，但在某些系统上，char 的大小可能大于8位（例如UTF-16）。虽然在实践中指针很少会小于8位，但选择的本机char类型足够大以与指针相同大小是有可能的。 - Peter