C++<第九篇>:指针

系统的内存就像是带有编号的小房间,如果想要使用内存就需要得到房间号,这个房间号 就是地址。
通过地址可以找到指定的内存单元。
在C++语言中,有专门用来存放内存单元地址的变量类型,它就是指针类型。
指针是一种数据类型,通常所说的指针就是指针变量。
指针和地址其实是一个意思,所以指针就是地址,地址就是指针。

一、指针的声明

声明指针的一般形式如下:

数据类型标识 *指针变量名

如:

int *p;
float *p;
char *p;
二、指针的赋值

初始化时赋值:

int i = 100;
int* p = &i;

cout << "i的地址:" << p << endl;

先声明后赋值:

int i = 100;
int* p;
p = &i;

cout << "i的地址:" << p << endl;

输出的结果是:

i的地址:00000018046FFC04

符号&(取址符)的作用是:获取变量的地址;

三、指针运算

指针变量可以++(p++),也可以--(p--),可以将指针指向上一个或者下一个内存地址。

先看下代码:

int i = 100;
int* p;
p = &i;
cout << "i的地址:" << p << endl;
p++;
cout << "i的地址:" << p << endl;
p++;
cout << "i的地址:" << p << endl;
p++;
cout << "i的地址:" << p << endl;
p++;
cout << "i的地址:" << p << endl;

输出结果是:

i的地址:000000AFDC8FF9A4
i的地址:000000AFDC8FF9A8
i的地址:000000AFDC8FF9AC
i的地址:000000AFDC8FF9B0
i的地址:000000AFDC8FF9B4

当前指针的类型是int类型,int占用4个字节,所以地址和地址之间的跨度是4个字节。

再看下代码:

int16_t i = 6;
int16_t * p;
p = &i;
cout << "i的地址:" << p << endl;
p++;
cout << "i的地址:" << p << endl;
p++;
cout << "i的地址:" << p << endl;
p++;
cout << "i的地址:" << p << endl;
p++;
cout << "i的地址:" << p << endl;

我们将int换成了int16_t,int16_t占2个字节。输出结果是:

i的地址:000000D0F66FF9B4
i的地址:000000D0F66FF9B6
i的地址:000000D0F66FF9B8
i的地址:000000D0F66FF9BA
i的地址:000000D0F66FF9BC

可以看到,地址和地址之间的跨度变成了2个字节。

所以,可以使用自增和自减运算符将指针指向下(上)一个地址。

四、指向空的指针和空类型指针

(1)指向空的指针

int * p;

如上代码的指针p没有被初始化,没有被初始化的指针都不可以使用,一旦使用没有初始化的指针程序将崩溃,这是比较危险的。
有时候,我们宁愿先将指针指向空:

int * p = NULL;

使用指向空的指针程序不会崩溃。

如果要输出p,p的输出结果是:

0000000000000000

(2)空类型的指针

void* PI;

使用void修饰数据类型的指针称为空类型的指针,空类型的指针可以被任意类型接受,如:

int i = 6;
void* PI = &i;

有必要的话,可以使用强制转换:

(int *)PI
五、指针与数组

指针可以指向数组

int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int* p = a; // 指向第一个元素

cout << p << endl;
cout << *p << endl;

如上代码,指针变量p指向了数组a,a默认是第一个元素的地址。

那么如何指向第二个元素呢?

int* p = a + 1;

或者

int* p = a;
p++;

由于数组是一个连续的空间,所以以上的写法成立。

所以,指针可以遍历数组,代码如下:

int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int* p = a;
int len = sizeof(a) / sizeof(int);
for (size_t i = 0; i < len; i++)
{
    cout << *p++ << endl;
}

二维数组也是一样,也可以使用指针遍历。

指针可以遍历字符串,代码如下:

char str[] = "hello word"; // 声明并初始化字符串
char* p = str; // 将指针指向字符串str

while (*p != '\0')
{
    cout << *p++;
}
cout << endl;

字符串的结尾必然是字符“\0”,所以可以利用这个特性遍历字符串。

指针可以拼接字符串,代码如下:

char str1[20] = "my name is ";
char str2[] = "zhangsan";
char* p1 = str1;
char* p2 = str2;

// 将指针指向str1的末尾
while (*p1 != '\0')
{
    p1++;
}

// 将p2拼接到p2后面
while (*p2 != '\0')
{
    *p1++ = *p2++;
}
*p1 = '\0';

cout << str1 << endl;
六、指针在函数中的使用

先看下代码,实现数据交换的功能:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

void swap(int a, int b);

int main()
{
    int x = 3;
    int y = 4;

    swap(x, y);

    cout << "x=" << x << endl;
    cout << "y=" << y << endl;

    return 0;
}

void swap(int a, int b) {
    int tmp;
    tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}

输出结果是:

x=3
y=4

需要在注意的是:swap方法必须声明,否则默认调用xkeycheck.h中的swap方法;

依据输出结果可以看出,交换功能没有实现,因为当x,y做为实参传递给swap时就会产生x、y的副本,swap的方法实现只是x、y副本的交换;

我们可以将交换的代码放在main方法中,这样就不会产生副本:

int x = 3;
int y = 4;

int tmp;
tmp = x;
x = y;
y = tmp;

cout << "x=" << x << endl;
cout << "y=" << y << endl;

但是,数据的交换属于一种功能,从代码优化的角度上来说,我们应该将数据交换功能的代码单独提取出来用一个方法来封装。

我们可以使用指针的方式实现数据的交换:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

void swap(int* a, int* b);

int main()
{
    int x = 3;
    int y = 4;

    swap(&x, &y);

    cout << "x=" << x << endl;
    cout << "y=" << y << endl;

    return 0;
}

void swap(int* a, int* b) {
    int tmp;
    tmp = *a;
    *a = *b;
    *b = tmp;
}

输出结果是:

x=4
y=3

依据输出结果得出结论,使用指针做为参数的方法,可以真正实现数据的交换。

七、引用

我们可以使用引用的方式实现数据的交换。

在xkeycheck.h中,有一个swap方法:

_CONSTEXPR20 void swap(_Ty& _Left, _Ty& _Right) noexcept(
    is_nothrow_move_constructible_v<_Ty>&& is_nothrow_move_assignable_v<_Ty>) {
    _Ty _Tmp = _STD move(_Left);
    _Left    = _STD move(_Right);
    _Right   = _STD move(_Tmp);
}

这个函数的形式参数变量使用“&”做为变量的引用。那么我们完全可以用引用的方式写一个数据交换的功能,代码如下:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    int x = 3;
    int y = 4;

    swap(x, y);

    cout << "x=" << x << endl;
    cout << "y=" << y << endl;

    return 0;
}

void swap(int& a, int& b) {
    int tmp;
    tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}
八、指向函数的指针

代码如下:

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int sum(int a, int b);

int main()
{
    int x = 3;
    int y = 4;

    int(*p)(int, int) = sum;
    int s = (*p)(x, y);
    cout << "s=" << s << endl;

    return 0;
}

int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}


int(*p)(int, int) = sum将指针指向函数sum,(int, int)做为函数sum的形式参数,(*p)(x, y)将值传入函数,s是函数sum的返回值。
九、数组指针和指针数组

(1)数组指针

int a[][2] = {1,2,3,4};
int(*p)[2];
p = a;

a是一个二维数组,指针p就是a的行,所以数组指针也称指向一维数组的指针,亦称行指针。

(2)指针数组

指针数组的声明形式是:

int *a[];

指针数组中的值都是地址。

演示代码如下:

int x = 3;
int y = 4;

int *a[] = {&x, &y};

for (size_t i = 0; i < 2; i++)
{
    cout << a[i] << endl;
}

输出结果是:

00000025E70FFAA4
00000025E70FFAC4

指针数组中每个元素占用8个字节的内存空间。

如果想要输出具体的值,代码如下:

int x = 3;
int y = 4;

int *a[] = {&x, &y};

for (size_t i = 0; i < 2; i++)
{
    cout << *a[i] << endl;
}

a[i]存储的是一个指针(地址),所以只要将a[i]改成 *a[i]即可。

指针数组的元素可以直接赋值为字符串:

const char* a[] = {"hello", "word"};

for (size_t i = 0; i < 2; i++)
{
    cout << a[i] << endl;
}

a[0]就是"hello",a[1]就是"word"。

使用*a[i]可以操作各自元素的字符串。

[本章完...]

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 224,467评论 6 522
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 96,079评论 3 402
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 171,600评论 0 366
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 60,835评论 1 300
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 69,848评论 6 399
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 53,348评论 1 314
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 41,735评论 3 428
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 40,705评论 0 279
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 47,238评论 1 324
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 39,268评论 3 345
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 41,395评论 1 354
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 37,012评论 5 350
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 42,704评论 3 336
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 33,177评论 0 25
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 34,309评论 1 275
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 49,925评论 3 381
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 46,457评论 2 365

推荐阅读更多精彩内容