关于指针的总结

概念

指针用于指向对象,具体来说指针保存的是另一个对象的地址
string s = "Hello world";
string *sp = &s;
sp为一个指向string类型的指针,上面语句初始化sp指向string类型对象s。

指针的定义和初始化

每个指针都有一个与之关联的数据类型,该数据类型决定了指针所指向的对象的类型。C++中使用符号把一个标识符声明为指针如下:
vector<int> *pvec;
int *ip1,*ip2;
string *pstring;
double *dp;
** 理解指针声明语句时,从右向左阅读 **
string *pstr;把pstr定义为一个指向string类型对象的指针变量。
在声明语句中,符号
可用在指定类型对象列表的任何位置:
double dp,*dp2;
该语句定义了一个double类型的dp对象,及一个指向double类型对象的指针dp2;

另一种声明指针的风格

定义指针变量时可用空格将符号与其后的标识符分割开来。如下:
string* ps; //该语句把ps定义为一个指向string类型对象的指针。
需要注意的是如下语句:
string* ps1,ps2;
该语句实际上只把ps1定义为指针,ps2不是指针,只是一个string对象。如果需要在一个声明语句中定义两个指针必须在每个变量标识符前加符号
声明:
string* ps1,*ps2;

指针可能的取值:

一个有效指针必定是以下三种状态之一:保存一个特定对象的地址;指向某个对象后面的另一个对象;或为0值。保存0值表明指针不指向任何对象。未初始化的指针是无效的,知道给该指针赋值后才可使用它。如下:
int ival = 1024;//
int *pi = 0;//pi初始化为0不知道任何对象。
int *pi2 = &ival;//pi2初始化oval的地址
int *p3;//未初始化
pi = pi2;//pi,pi2指向相同的对象
pi2 = 0;//pi2为0不指向任何对象。

指针初始化和赋值操作的约束

对指针进行初始化或赋值只能使用以下四种类型的值:

  • 0值常量表达式
  • 类型匹配的对象的地址
  • 另一个对象之后的下一地址
  • 同类型的另一个有效指针
    直接把int型变量赋给指针是非法的,但允许把数值0或在编译时可获得0值得const量赋给指针:
    int ival;
    int zero = 0;
    const int c_ival = 0;
    int *pi = ival;//错误,
    pi = zero;//错误
    pi = c_ival;//正确
    pi = 0;//正确,直接初始化为0
    另外
    int *pi = NULL;也是正确的,NULL为C++从C语言继承下来的预处理变量,在编译时会自动被数值0替换。

void*指针

C++提供了一种特殊的指针类型void*,它可以保存任何类型对象的地址:

double obj = 3.14;
double *pd = &obj;
void *pv = &obj;
pv = pd;

void*指针表面该指针与一地址值相关,但不清楚存储在此地址上的对象的类型。
void*指针只支持几种有限的操作:与另一个指针进行比较;向函数传递void*指针或从函数返回void*指针,给另一个void*指针赋值。不允许使用void*指针操纵它所指向的对象。

指针操作

指针提供间接操纵其所指对象的功能。对指针进行解引用可访问它所指向的对象,"*"操作符将获取指针所指的这个对象:
string s("hello world");
string *sp = &s;
cout<<*sp;输出位hello world;对sp进行解引用操作将获得s的值。
给指针赋值与通过指针进行赋值这两种操作的区别
给指针赋值,没有使用解引用操作,修改的是指针本身的值。
通过指针进行赋值,对左操作数进行解引用,修改的是指针所指对象的值。

string s1("some value");
string *sp1 = &s1;
string s2("another");
string *sp2 = &s2;
sp1=sp2;//给指针赋值,此时sp1指向了s2.
*sp1 = "a new value";//通过指针近赋值,将sp1所指对象的值修改了。

指针和引用的比较

二者都可间接访问另一个值,但二者的区别在于引用总是指向某个对象定义引用时没有初始化是错误的;还有就是给引用赋值修改的是该引用所关联的对象的值,并不是使用引用于另一个对象关联,引用已经初始化就始终指向同一个特定对象(这也是引用必须在定义时初始化的原因)。

int ival = 1024,ival2 = 2048;
int *p1 = &ival,*p2 = &ival2;
p1 = p2;//p1现在指向ival2

关于引用操作:

int &ref = ival,&ref2 = ival2;
ref = ref2;//ival现在值为2048

指向指针的指针

指针本身也是可用指针指向的内存对象。指针占用内存空间存放其值,因此指针的存储地址可存放在指针中。C++中使用**操作符指派一个指针指向另一个指针。

int ival = 1024;
int *pi = &ival;//pi存放ival的地址
int **ppi = π//ppi存放的是pi的地址,*ppi去的是pi的值也就是ival的地址,**ppi取的是ival的值1024.
对ppi进行解引用获得ppi所指向的对象,指向int类型的变量的指针pi.
int *pi2 = *ppi;//pi2指向了pi.

指针和const限定符

指向const对象的指针

const double *ptr;
这里ptr是一个指向double类型const对象的指针,const限定了ptr指针所指向的对象类型;ptr本身并不是const的,允许给ptr重新赋值使其指向另一个const对象。但不能通过ptr修改其所指对象的值。如:
*ptr = 42;//错误
另外把一个const对象的地址赋值给一个普通的,非const对象的指针也会导致编译错误:

const double pi = 3.14;
double *ptr1 = π///错误
const double *ptr3 = π//正确
但是允许把非const对象的地址赋值给指向const对象的指针:
double deal = 3.14;
ptr = &dval;//正确

尽管dval不是const对象,但任何企图通过ptr修改其值的行为都会导致编译时错误。ptr一经定义就不允许修改其所指对象的值。如该指针指向非const对象,同样遵守该规则。
还有需要注意的是不能使用void指针保存const对象的地址,必须使用const void类型的指针保存const对象的地址。

const int verse = 42;
const void *cpv = &iverse;//正确
void *pv = &iverse;//错误

const指针

int numb = 0;
int *const cur = &numb;

上述定义语句为cur是指向int型对象的const指针,const指针的值不能修改,意味着不能使cur指向其他对象;const指针也必须在定义时初始化。

指向const对象的const指针

const double pi = 3.14;
const double *const ptr = & pi;

上面代码中,既不能修改ptr所指向对象的值,也不能修改该指针的指向。第二行diamante从右向左阅读:ptr指向一个const指针,指向double类型的const对象。
const限定符既可以放在类型前也可以放在类型后如:

string const s1;
const string s2;//二者等价。
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