二維指針*(void **)的研究（uC/OS-II案例）

uC/OS-II內(nèi)存管理函數(shù)內(nèi)最難理解的部分就是二維指針，本文以圖文并茂的方式對二維指針進(jìn)行了詳細(xì)分析與講解。看完本文，相信對C里面指針的概念又會有進(jìn)一步的認(rèn)識。

一、OSMemCreate( ) 函數(shù)中有如下語句：

OS_MEM *pmem;

INT8U *pblk;

void **plink;

INT32U i;

plink = (void **)addr; //指向所申請內(nèi)存分區(qū)的起始地址

pblk = (INT8U *)addr + blksize; //所申請內(nèi)存的第二個Block的起始地址

for (i = 0; i (nblks - 1); i++) //依次申請nblks個Block，鏈接成單向鏈表

{

*plink = (void *)pblk;

plink = *plink;

pblk = pblk + blksize;

}

紅色部分是初學(xué)者對本函數(shù)最難理解的部分，因?yàn)槠溆玫搅硕S指針。二維指針就是指向指針的指針，他的內(nèi)容是一個目標(biāo)變量的地址，也就是說仍然是一個指針，對二維指針取兩次內(nèi)容才能取到目標(biāo)變量的內(nèi)容。這里先復(fù)習(xí)一下指針的知識：

int a = 5;

int *ptr;

ptr=a; //ptr指針是地址，指向變量a所在地址。

則可以得出:

*ptr=a; //即指針ptr指向變量a所在地址，*ptr的值就是a的值5

由此類推，對于二維指針變量**plink，指針plink是地址，*plink是plink所指向的地址內(nèi)的數(shù)據(jù)，不過同時這個數(shù)據(jù)也是一個指針，并且**plink是指針(*plink)所指向的地址內(nèi)的數(shù)據(jù)。

一維指針?biāo)赶虻牡刂穬?nèi)存放的是普通數(shù)據(jù)，如上述ptr指針?biāo)赶虻牡刂穬?nèi)存放的是int型數(shù)據(jù)5。

二維指針?biāo)赶虻牡刂穬?nèi)存放的是一個一維指針，如上述指針plink所指向的地址內(nèi)存放的是指針*plink。

下面詳細(xì)分析上述OSMemCreate函數(shù)內(nèi)的語句：

1、plink = (void **)addr;

addr本來是一個一維指針，指向所申請內(nèi)存分區(qū)的起始地址。本句將addr強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為二維指針(注意經(jīng)過強(qiáng)制轉(zhuǎn)換后addr指針本身指向的地址是沒有變化的)，并將addr地址值賦給plink。則plink的內(nèi)存中存儲的是addr的值，即plink也指向addr所指向的分區(qū)起始地址，并且這個地址內(nèi)存放的內(nèi)容是指針(*plink)，但指針(*plink)還未指向具體的地址。在這條語句之前，這個起始地址內(nèi)的數(shù)據(jù)內(nèi)容是未知的(由編譯器分配的)。內(nèi)存分區(qū)結(jié)構(gòu)見下圖1所示(假設(shè)申請的內(nèi)存區(qū)有4個Block)。

在這個函數(shù)當(dāng)中，我們想把a(bǔ)ddr指向的二維數(shù)組，分割成大小相同的若干塊，并用指針把它們鏈接起來，鏈接指針放在每個block的首地址。但由于addr是一維指針，它指向的內(nèi)容不會被解釋成一個地址，而是一般的內(nèi)容。我們要在這些block的首地址內(nèi)存放指針，所以將addr強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成二維指針的目的就是讓編譯器將addr指向的內(nèi)容解釋成地址，也就是一個指針。

再將addr賦值給plink(讓plink去執(zhí)行連接的操作)，使plink與addr指向同一個地址。*plink就是取plink與addr指向地址單元的內(nèi)容，而這個內(nèi)容是一個指針，也就是在以前addr指向的地方放上指針*plink。

2、pblk = (INT8U *)addr + blksize;

讓pblk指向所申請內(nèi)存的第二個Block的起始地址，見下圖2所示。

因?yàn)閍ddr是void型的，要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為INT8U型。

3、*plink = (void *)pblk; //實(shí)際上是*plink = pblk，因?yàn)閜blk是INT8U型的，要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為void型

在for循環(huán)內(nèi)對二維指針plink執(zhí)行取內(nèi)容操作(其內(nèi)容為指針)， *plink也是一個指針了(plink指針?biāo)淼牡刂返膬?nèi)容)，將下一個block的首地址賦值給*plink，使它指向的地方改為下一個blcok開始的地址處。

起始地址內(nèi)的指針*plink被賦值為pblk，所以*plink與pblk一樣指向下一個blcok開始的地址處。

如圖3所示。

第一個block首地址內(nèi)的內(nèi)容為一個指針，該指針指向下一個block首地址。這個地址內(nèi)存放的就是*plink的內(nèi)容**plink。

只不過我們并不需要用到這個**plink。

4、plink = (void **)pblk;

功能與plink = (void **)addr 相似，即plink也指向第二個block的起始地址，并且使這個地址內(nèi)存放的是指針(*plink)。

注意：因?yàn)閜link所指向的地址變了，此時pblk所指向的地址

內(nèi)的內(nèi)容由原來的**plink變?yōu)榱?plink指針。

并且 *plink還未被賦值，則**plink值是未知的

5、pblk = pblk + blksize;

pblk不斷的下移，以指向再下一個block的開始處。

pblk(new)= pblk(old)+blksize

當(dāng)再次進(jìn)行for循環(huán)時，重復(fù)上述過程，利用每個block首地址內(nèi)的指針將每個Block鏈接起來組成空閑塊鏈表。

同樣，*plink被賦值后，指向pblk所指向的地址，則該地址的

內(nèi)容為**plink，只不過我們并不需要取出**plink。

6、pmem->OSMemFreeList = addr; /*pmem->OSMemFreeList指向空閑塊鏈表第一個block首地址

在完成for循環(huán)后，使pmem->OSMemFreeList指向addr，組成完整的空閑塊鏈表。

總結(jié)：進(jìn)行(void**)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的目的其實(shí)就是為了把所指向的地址的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成一個指針。

二、在OSMemGet( )函數(shù)內(nèi)同樣有一條強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為二維指針的指令：

void *pblk;

執(zhí)行操作：pmem->OSMemFreeList =*(void **)pblk;

pblk被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為二維指針，然后取出其內(nèi)容*pblk，也就是pblk地址內(nèi)存放的鏈接指針。

意味著取出pblk的內(nèi)容，由于pblk被強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成了二維指針，所以它的內(nèi)容就不是一般的值，而是一個指針(這個指針指向下一個Block首地址)。

三、在INT8U OSMemPut (OS_MEM *pmem, void *pblk) 函數(shù)內(nèi)同樣有類似的指令：

① *(void **)pblk = pmem->OSMemFreeList; // 將欲釋放的塊添加到空閑塊鏈表最前面

② pmem->OSMemFreeList = pblk;

首先要明白pmem->OSMemFreeList是指向空閑塊鏈表第一個block的首地址的。

語句①將pblk強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為二維指針后，再將pmem->OSMemFreeList賦值給pblk的內(nèi)容(*pblk指針)。根據(jù)OSMemPut函數(shù)的定義，pblk是函數(shù)的形參，是欲釋放的塊的首地址。所以也就是將pmem->OSMemFreeList指針放入欲釋放的塊的首地址內(nèi)，此處強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為二維指針的目的就是讓欲釋放的塊的首地址內(nèi)能存放指針。則這個塊的首地址內(nèi)的指針就是指向原先空閑塊鏈表第一個Block的首地址的，也就是說這個塊變成了空閑塊鏈表第一個Block，實(shí)現(xiàn)了將釋放的塊添加到空閑塊鏈表最前面的目的。