C語言使用物件導向(面向對象) - 指標

在談物件導向第三個特性前，我們先聊聊什麼是指標？指標直白的說，他就是一個位址，指向變數的記憶體位址。通常書上都是這樣說的，但就是因為說的太簡單，常常讓初學者摸不著頭緒，這時候就要了解一般變數與指標變數的差別。

當開發者定義了一個變數，編譯器就會在記憶體劃一塊開發者指定變數型別的大小，比如double a; 就會劃一塊8-byte的空間給a，位址是編譯器決定，開發者不會知道這位址，若要知道，可以用&a來得知。而若開發者定義了一個指標變數，編譯器是"不會"依開發者指定變數型別，劃一塊記憶體，一律是劃一塊"指標"型別的記憶體，也是就說無論是double* a; 還是 int* b;都是劃一塊4-byte的空間，前面的型別是指，這個指標是指向什麼樣型別的變數。(32位元系統中，一個指標佔用4-byte(32位元)的記憶體空間)

若是一般變數，只定義沒有指定初始值，裡面的值可能是0或是未知數；定義指標變數沒有指定初始值，一樣可能是0或是未知數，不管是哪個數字都非常危險，所以若定義一個指標變數沒有指定初始值，直接拿來做使用是非常危險的。指定初始值是什麼意思？就是他一定要指到一個，之前開發者定義的一個變數位址，若不做這件事就開始操作，保證會出問題。也就是說，一般定義一個變數，他是已經實體化了，編譯器會幫我們開一個空間放值；而定義一個指標，他並沒有實體化，必須指到一個已實體化的位址。

拿比喻來說，我們人是有軀殼以及靈魂的，定義一個普通的變數，就是實體化，就是代表是一個完整的生命個體，若是只有定義指標，是只有軀殼的，必須把靈魂放到軀殼裡，這邊的靈魂就是劃定的記憶體空間並已存放值，這生命個體才會動作。這也表示，這個軀殼裡面可以抽換不同的靈魂，另外，就算是不同的軀殼，放入同一個靈魂，不同的軀殼都可以連接到同一個靈魂，可以用不同的軀殼同步控制同一個靈魂，就像是被人家拿指甲毛髮被做草人替身一樣，雖然是不同的軀殼，但可以連接到草人替身控制的本人一樣。指標就是那個還未被施法的草人，指標指定值後，就是草人替身被施巫術了。

我們先把指標放在一邊，來討論其他實體化的變數，實體化的意思是已經在記憶體上劃了一塊空間，除了單純的變數，還會有array, struct, function…等, 一般的變數取址用&，而array, struct，以及function，都是使用他的名稱，即為位址。要知道這塊已在記憶體劃出的一塊空間狀況，除了位址，另一個重要的資訊為其空間的大小，我們才知道從哪開始，空間佔了多少。array可以藉由資料型別，以及一開始定義的陣列大小作計算得到。struct可以藉由struct的定義來計算struct的大小。function則不需要知道其大小，因為執行函式前會先把program counter存起來，執行完函式會return回去。但若要把函式的操作，當作一般變數賦值來賦值去，一定要認識函式指標。

函式指標讓人覺得比較困難，是因為他的使用及定義都與一般變數不太一樣，如果不用typedef來定義函式指標，就要寫的很長，而且初學者腦袋會有點轉不過來，因為一般的變數是型別定義在前，變數名在後，函數指標變數定義不照這個規則，下面的形式，fun_t就是定義的函式指標變數

void (*fun_t)(void);

以下是利用typedef定義function的格式(參數格式、返回值格式)，fun_t是指一種函式指標的型別

typedef void (*fun_t)(void);

利用typedef定義struct的格式

typedef struct _DigitalNumberConfig {
    bool alignRightDigits;
    uint8_t fixedNumberDigits;
    uint8_t numberOfDigits;
    uint32_t maximumValue;
} DigitalNumberConfig_t;

所以若要定義一個指向struct的指標，及定義一個指向function的指標如下，operation是函式指標變數

DigitalNumberConfig_t* dnConfig;

fun_t operation; 

我們回到草人替身的話題上，若定義一個函式指標，它充其量就是一個草人而已，需要施巫術，也就是給他一個靈魂，給他一個之前就實體化，格式一模一樣的函式位址，這個草人替身才會有作用。函式指標是這麼想的，所以struct pointer，以及一般的pointer都可以這樣想像。世界社會資源有限，記憶體也有限，若已經在記憶體中定義及佔用空間，若需要一模一樣的資訊空間，不妨用指標代替。

把程式設計師比喻為巫師，可以製作草人並讓他連接到真人成為草人替身，而真人是需要透過母親懷孕10個月生產下來，再透過戶政單位登記有這個真人，就像是我們在程式中直接定義變數或是實體化結構(類似物件)，還要經過編譯(懷孕生產)後，才會在記憶體登記有這個變數。草人製作出來後，是沒有作用的，可利用兩種方式讓他作用，一是連接到真人，使草人變成替身，控制連結到真人。另一個是"魅烙可 "巫術，駭進戶政單位開一個指定大小位子，將草人連接到那，但這巫術畢竟不是正常管道，使用完畢需要釋放掉這個位子，否則會有問題發生，但這個好處是不用再經過懷孕生產登記這一套複雜的流程，可以說開就開，說關就關，一切由巫師自己控制。

以上的"魅烙可 "巫術即為malloc；另外*這個符號是不是像草呢？