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C++ 指针详讲、及指针与数组

在介绍指针概念之前,需要了解在计算机程序存储数据时必须跟踪的三基本属性:

  • 信息存储在何处,也就是地址;
  • 存储的值为多少,简称值;
  • 存储的信息是什么类型,简称类型;

1,地址运算符&

在常规变量定义时,寻找变量的 类型 很方便,如果想知道存储变量的 地址(也就是内存区),这时就需要用到地址运算符 &

int main()
{
	int a = 3;
	int b = 4;


	cout << "变量 a 的地址为 " << (&a) << endl;
	cout << "变量 b 的地址为 " << (&b) << endl;
	
	return 0;
}
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这里定义了两个 整形变量a、b,;后面加上 & 地址运算符,在调试台打分别印出变量 a,b 变量的存储地址;

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由上面结果可知,显示地址时用的是十六进制表示法,变量 a 和 b 之间相差 4 (即四个字节),是由于 a,b 同为 int 类型;

2,指针的定义和用法

指针是一种特殊类型的变量,用于存储值的地址,指针名即为地址, *****运算符被称为间接值或接触引用运算符,该运算符应用于指针上,就得到该地址处存储的值;

在下面例子中,我用 int* 声明了一个指针变量 p 和一个 int 变量 b(复制为 4) ;并将 p 指向了 b

  • 变量地址可用两种方式表示,p 和 &b;

  • 变量值也同样由两种方式表示,*p 和 b;

int main()
{
	int* p;//定义一个指针p 类型为 int;
	int b = 4;
	
	p = &b;//将 p 指向 b;

	cout << "变量 b 的地址为 " << p << endl;
	cout << "变量 b 的地址为 " << (&b) << endl;
	cout << "变量 b 的值为" << b << endl;
	cout << "变量 b 的值为" << *p << endl; // *p 表示指针p中存储的值;
	
	return 0;
}
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结果如下:

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声明指针方式如下,这里的 typename 可替换为 int、char、double,表示指针指向的类型

typename* p;// typename 表示类型,p表示变量;
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也可以在声明的同时进行初始化,需要注意的是,被初始化的是指针,而不是指针指向的值;

int a =4;
int *pt =&a;
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使用指针时与使用常规变量有一个很大的不同点:使用常规变量时 ,值是指定的量,而地址是派生量。而在指针策略中,地址是指定量,而值为派生量;

指针的错误用法

在 C++ 创建指针时,计算机将会分配用来存储地址的内存,但不会分配用来存储指针所指向的数据的内存 ,为数据分配空间是一个独立的空间,不可省略,如下

int *pt;//定义一个指向 int 类型的指针 pt;
*pt = 23;// 错误,指针 pt 未指向任何地址,
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在上面例子中,想把指针 pt 指向的值赋值为 23 ,但是这里的 pt 没有初始化,没有指向任何值,也就是说我们不知道 pt 指向哪里;如果直接把 23 赋给 *pt ,可能会造成一些最隐秘,难以跟踪的 bug;

所以需要谨记一点,在对指针应用解除引用运算符(*) 之前,将指针初始化为一个确定的,适当的地址

3,指针和数组

在 C 和 C++ 中,指针和数组基本等价,原因是在于指针算术和C++ 内部处理数组的方式;

  • 正常整数变量加 1,则值加 1;
  • 指针变量加 1 则即等于原来的地址值加指向对象所占用的总字节数(比如 double 类型加一需要增加 8 个字节),根据指向指向地址的变化,*p(指针指向的值) 也同样发生变化

指针与数组的关系

  • 将一个数组名 arr 赋给一个指针 p 时 int *p = arr(类型是一致的) ,则代表指针 p 指向该数组第一个元素所在的地址 arr[0] p = arr[0]
  • 当指针加1时,而指针指向的值为数组原来索引加 1 后所在的值 *(p+1) == arr[n+1]

例子如下,指针 p,q 初始化时分别指向 数组 arr[0] 和 arr;当 p,q 同时加 1 时,它们指向的值也未发生改变;

int main()
{
	int* p;//定义一个指针p 类型为 int;
	int *q;
	int b[2] = {3,4};

	p = &b[0];//将 p 指向 b;
	q = b;// 指针 q 指向数组 b 的第一个元素

	cout << "变量 p 的地址为 " << p << endl;
	cout << "指针变量 p 指向的值为 " << *p << endl;
	cout << endl;
	cout << "指针变量 q 指向的值为 " << *q << endl;
	
	cout << endl;
	cout << endl;
	cout << "变量 p+1 的地址为" << p+1 << endl;
	cout << "指针变量 p+1 指向的值为" << *(p+1) << endl; // *p 表示指针p中存储的值;
	cout << endl;
	cout << "指针变量 q+1 指向的值为" << *(q + 1) << endl; // *p 表示指针p中存储的值;
	
	return 0;
}
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当 array 表示数组时,sizeof(array)可以测试出 array 数组大小,单位 字节;

array 为数组时,array + n 表示的是一个指向数组索引为 n-1 的指针,用 sizeof(array +n)指向指针类型大小;

int main()
{
	int* p;//定义一个指针p 类型为 int;
	int *q;
	int b[4] = {3,4,5,6};

	p = &b[0];//将 p 指向 b;
	q = b;// 指针 q 指向数组 b 的第一个元素


	cout << "数组 b 的大小为 " << sizeof(b) << endl;
	cout << "指针 b[1] 的大小 " << sizeof(b+1) << endl;
	cout << "指针 p+1 的大小 " << sizeof(p+1) << endl;
	
	return 0;
}
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运行结果如下

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