假定給你一塊非常小的內(nèi)存，這塊內(nèi)存只有8字節(jié)，這里也沒有高級語言，沒有操作系統(tǒng)，你操作的數(shù)據(jù)單位是單個字節(jié)，你該怎樣讀寫這塊內(nèi)存呢？

注意這里的限定，再讀一遍，沒有高級語言，沒有操作系統(tǒng)，在這樣的限制之下，你必須直面內(nèi)存讀寫的本質(zhì)。這個本質(zhì)是什么呢？本質(zhì)是你需要意識到內(nèi)存就是一個一個裝有字節(jié)的小盒子，這些小盒子從0到N編好了序號。這時如果你想計算1+2，那么你必須先把1和2分別放到兩個小盒子中，假設(shè)我們使用Store指令，把數(shù)字1放到第6號小盒子，那么用指令表示就是這樣：

注意看這條指令，這里出現(xiàn)了兩個數(shù)字：1和6，雖然都是數(shù)字，但這兩個數(shù)字的含義是不同的，一個代表數(shù)值，一個代表內(nèi)存地址。與寫對應(yīng)的是讀，假設(shè)我們使用load指令，就像這樣：

現(xiàn)在依然有一個問題，這條指令到底是數(shù)字6寫入r1寄存器還是把第6號小盒子中裝的數(shù)字寫入r1寄存器？可以看到，數(shù)字在這里是有歧義的，它既可以表示數(shù)值也可以表示地址，為加以區(qū)分我們需要給數(shù)字添加一個標識，比如對于前面加上$符號的就表示數(shù)值，否則就是地址：

這樣就不會有歧義了。現(xiàn)在第6號內(nèi)存中裝入了數(shù)值1：

即地址6代表數(shù)字1：

但“地址6”對人類來說太不友好了，人類更喜歡代號，也就是起名字，假設(shè)我們給“地址6”換一個名字，叫做a，a代表的就是地址6，a中存儲的值就是1，用人類在代數(shù)中直觀的表示就是：

就這樣所謂的變量一詞誕生了。

我們可以看到，從表面上看變量a等價于數(shù)值1，但背后還隱藏著一個重要的信息，那就是變量a代表的數(shù)字1存儲在第6號內(nèi)存地址上，即變量a或者說符號a背后的含義是：

1. 表示數(shù)值1

2. 該數(shù)值存儲在第6號內(nèi)存地址

到現(xiàn)在為止第2個信息好像不太重要，先不用管它。既然有變量a，就會有變量b，如果有這樣一個表示：

把a的值給到b，這個賦值在內(nèi)存中該怎么表示呢？很簡單，我們?yōu)樽兞縝也找一個小盒子，假設(shè)變量b放在第2號小盒子上：

可以看到，我們完全copy了一份變量a的數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在有了變量，接下來讓我們升級一下，假設(shè)變量a不僅僅可以表示占用1個字節(jié)的數(shù)據(jù)，也可以表示占用任意多內(nèi)存的數(shù)據(jù)，就像這樣：

現(xiàn)在變量a占據(jù)5個字節(jié)，足足占用了整個內(nèi)存的一大半空間，此時如果我們依然想要表示b = a會怎樣呢？如果你依然采用copy 的方法會發(fā)現(xiàn)我們的內(nèi)存空間已經(jīng)不夠用了，因為整個內(nèi)存大小就8字節(jié)，采用copy的方法僅這兩個變量代表的數(shù)據(jù)就將占據(jù)10字節(jié)。怎么辦呢？不要忘了變量a背后可是有兩個含義的，再讓我們看一下：

1. 表示數(shù)值1

2. 該數(shù)值存儲在第6號內(nèi)存地址

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重點看一下第2個含義，這個含義告訴我們什么呢？它告訴我們不管一個變量占據(jù)多少內(nèi)存空間，我們總可以通過它在內(nèi)存中地址找到該數(shù)據(jù)，而內(nèi)存地址僅僅就是一個數(shù)字，這個數(shù)字和該數(shù)據(jù)占用空間的大小無關(guān)。啊哈，現(xiàn)在變量的第2個含義終于排上用場了，如果我們想用變量b也去指代變量a，干嘛非要直接copy一份數(shù)據(jù)呢？直接使用地址就不好了，就像這樣：

變量a在內(nèi)存中地址為3，因此變量b中我們可以僅僅存儲3這個數(shù)字即可?，F(xiàn)在變量b就開始變得非常有趣了。首先變量b沒什么特殊的，只不過變量b存儲的東西我們不可以按照數(shù)值來解釋，而是必須按照地址來解釋。當一個變量不僅僅可以用來保存數(shù)值也可以保存內(nèi)存地址時，指針誕生了。有很多資料僅僅說指針就是地址，但小風(fēng)哥認為這是一種偷懶的解釋，僅僅停留在匯編層面來理解，有失偏頗，在高級語言中，指針首先是一個變量，只不過這個變量保存的恰好是地址而已，指針是內(nèi)存地址的更高一級抽象。如果僅僅把指針理解為內(nèi)存地址的話你就必須知道所謂的間接尋址。這是什么意思呢？如果使用匯編語言來加載變量a的值該怎么寫呢？

想一想，這是不是會有問題，因此這樣的話該指令會把數(shù)值3加載到r1寄存器中，然而我們想要把內(nèi)存地址1中保存的數(shù)值也解釋為內(nèi)存地址，這時必須為1再次添加一個標識，比如@：

這時該指令會首先把內(nèi)存地址1中保存的值讀取出來發(fā)現(xiàn)是3，然后再次把3按照內(nèi)存地址進行解釋，3指向的數(shù)據(jù)就是變了a：

這就是所謂的間接尋址，Indirect addressing，在匯編語言下你必須能意識到這一層間接尋址，因為在匯編語言中是沒有變量這個概念的。然而高級語言則不同，這里有變量的概念，此時地址1代表變量b，但使用變量的一個好處就在于很多情況下我們只需要關(guān)心其第一個含義，也就是說我們只需要關(guān)心變量b中保存了地址3，而不需要關(guān)心變量b到底存儲在哪里，這樣使用變量b時我們就不需在大腦里想一圈間接尋址這一問題了，在程序員的大腦里變量b直接指向數(shù)據(jù)a：

再來對比一下：

這就是為什么我說指針其實是內(nèi)存地址的更高級抽象，這個抽象的目的就在于屏蔽間接尋址。當變量不僅僅可以存值也可以存放地址時，一個全新的時代到來了：看似松散的內(nèi)存在內(nèi)部竟然可以通過指針組織起來，同時這也讓程序直接處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)成為可能，比如就像下圖這樣：

這就是所謂的鏈表了。

指針這個概念首次出現(xiàn)在 PL/I 語言中，當時是為了增加鏈表處理能力，大家不要以為鏈表這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是非常司空見慣的，這在1964年左右并不是一件容易的事情，值得一提的是，Multics操作系統(tǒng)就是 PL/I 語言實現(xiàn)的，這也是第一個用高級語言實現(xiàn)的操作系統(tǒng)，然而Multics操作系統(tǒng)在商業(yè)上并不成功，參與該項目的Ken Thompson, Dennis Ritchie后來決定自己寫一個更簡單的，Unix以及C語言誕生了，或許是在開發(fā)Multic時見識到了PL/I語言中指針的威力，C語言中也有指針的概念。

原文作者：碼農(nóng)的荒島求生