PointerPointer详解

一、指针的基础概念

1、指针的定义：指针是C语言中一种非常重要的类型，指针变量存储的是一个地址值，它指向内存中的一块存储空间。

    int* p;  //声明一个指向整型数据的指针变量p
    int a = 10;
    p = &a;  //将变量a的地址赋值给指针变量p

2、指针的使用：通过指针可以访问或者修改指向的变量的值。

    int b = *p;  //获取指针p指向的变量的值
    *p = 20;     //将指针p指向的变量的值修改为20

3、指针的运算：指针变量支持加减运算，加上一个整数n表示在指向的地址上向后偏移n个字节。

    p++;  //p指向地址加上一个整型的长度

二、PointerPointer

PointerPointer是一个有趣的网站，它展示了各种不同类型的人和动物组成的链表。每个人和动物都是一个图片，当鼠标移到一个图片上时，通过PointerPointer在该图片的周围随机生成一些其他的图片，这些图片与当前图片的位置和方向相关。该网站的设计旨在向用户展示指针指向的地址及其周围相邻的内存地址。

    $(function() {
        var ppl_images = [
            "images/people/person01.jpg",
            "images/people/person02.jpg",
            "images/people/person03.jpg",
            "images/people/person04.jpg",
            "images/people/person05.jpg",
            "images/people/person06.jpg",
            "images/people/person07.jpg",
            "images/people/person08.jpg",
            "images/people/person09.jpg",
            "images/people/person10.jpg",
            "images/people/person11.jpg",
            "images/people/person12.jpg"
        ];

        var ani_images = [
            "images/animals/animal01.jpg",
            "images/animals/animal02.jpg",
            "images/animals/animal03.jpg",
            "images/animals/animal04.jpg",
            "images/animals/animal05.jpg",
            "images/animals/animal06.jpg",
            "images/animals/animal07.jpg",
            "images/animals/animal08.jpg",
            "images/animals/animal09.jpg",
            "images/animals/animal10.jpg",
            "images/animals/animal11.jpg",
            "images/animals/animal12.jpg"
        ];

        var people = ppl_images.map(function(image) {
            return {
                type: "person",
                image: image,
                neighbors: []
            };
        });

        var animals = ani_images.map(function(image) {
            return {
                type: "animal",
                image: image,
                neighbors: []
            };
        });

        var everyone = people.concat(animals);

        var createNeighbors = function(node, others) {
            var x1 = node.x;
            var y1 = node.y;
            var r1 = node.r;

            var checkOverlap = function(node2) {
                var dx = node2.x - x1;
                var dy = node2.y - y1;
                var d = Math.sqrt(dx*dx + dy*dy);

                var overlap = d < r1 + node2.r;

                if (overlap) {
                    var angle = Math.atan2(dy, dx);
                    var tx = x1 + Math.cos(angle) * (r1 + node2.r);
                    var ty = y1 + Math.sin(angle) * (r1 + node2.r);

                    var new_overlap = others.some(function(node3) {
                        var dx = tx - node3.x;
                        var dy = ty - node3.y;
                        var d = Math.sqrt(dx*dx + dy*dy);
                        return d < node3.r + node2.r;
                    });

                    if (!new_overlap) {
                        node.neighbors.push(node2);
                        node2.neighbors.push(node);
                        node2.x = tx;
                        node2.y = ty;
                        node2.r = 24 + Math.random()*12;
                        others.push(node2);
                    }
                }
            };

            others.forEach(checkOverlap);
        };

        var createPerson = function(image) {
            return {
                type: "person",
                image: image,
                neighbors: [],
                x: Math.random()*200,
                y: Math.random()*200,
                r: 60 + Math.random()*12
            };
        };

        var createAnimal = function(image) {
            return {
                type: "animal",
                image: image,
                neighbors: [],
                x: Math.random()*200,
                y: Math.random()*200,
                r: 30 + Math.random()*12
            };
        };

        var interval_id = setInterval(function() {
            var nodes = [];

            var num_people = 1 + Math.floor(Math.random()*15);
            for (var i = 0; i < num_people; i++) {
                var node = createPerson(ppl_images[i]);
                nodes.push(node);
                createNeighbors(node, nodes);
            }

            var num_animals = 1 + Math.floor(Math.random()*15);
            for (var i = 0; i < num_animals; i++) {
                var node = createAnimal(ani_images[i]);
                nodes.push(node);
                createNeighbors(node, nodes);
            }

            d3.select("#pointerpointer").selectAll("div")
                .data(nodes)
                .enter()
                .append("div")
                .classed("node", true)
                .classed("person", function(d) { return d.type == "person"; })
                .classed("animal", function(d) { return d.type == "animal"; })
                .style("background-image", function(d) { return "url("+d.image+")"; })
                .style("left", function(d) { return d.x + "px"; })
                .style("top", function(d) { return d.y + "px"; })
                .style("width", function(d) { return d.r*2 + "px"; })
                .style("height", function(d) { return d.r*2 + "px"; });
        }, 5000);
    });

三、PointerPointer的技术细节

1、使用D3实现链表的可视化：指针指向的地址及其周围相邻的内存地址是通过D3动态生成的。D3是一种数据驱动的JavaScript库，它可以将数据与文档对象模型（Document Object Model，DOM）绑定。借助D3，可以通过数据来驱动任意数量的DOM元素。

2、创建随机的图片：PointerPointer通过生成随机位置和方向的图片来展示指针指向的地址及其周围相邻的内存地址。在创建随机的图片时，不同类型的图片尺寸和间隔大小均不相同。

3、实现链表的数据结构：PointerPointer将每个人和动物都看做一个节点，节点之间的关系通过neighbors数组实现。当鼠标移到一个节点上时，通过指向该节点的neighbors数组获取该节点的周围节点。

四、PointerPointer的应用场景

1、教学演示：PointerPointer可以用于C语言的教学演示，通过可视化的方式帮助学生更好的理解指针的概念。

2、网页设计：PointerPointer作为一个独特的网站，可以吸引用户的眼球，增加网站访问量，并提高用户体验。

3、艺术创作：PointerPointer展示的链表艺术风格独特，可以作为艺术创作的灵感来源。

五、PointerPointer的优化

1、优化图像加载：由于PointerPointer需要加载大量的图片资源，所以需要对图片的加载进行优化，将所有图片加载到一个独立的文件中，使用图像数据URL，然后将其放在浏览器的缓存中。

2、优化链表生成算法：当前PointerPointer的链表生成算法是采用随机生成的，可以通过优化算法使其更具有规律性、美感性以及稳定性。

3、增加互动性：由于当前PointerPointer只能通过鼠标移动操作来交互，可以增加更多的交互方式来提高用户体验。