C++ | C++ 指针

时间：2022-10-27 01:24:56


C++ | C++ 指针

实例1：

#include <iostream>
using namespace std;

int main(void)
{
    int a;
    char b[20];

    cout << "The addr of variable a: ";
    cout << &a << endl;
    cout << "The addr of variable b: ";
    cout << &b << endl;

    return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day2> make 
g++ -o varAddr varAddr.cpp -g -Wall
PS E:\fly-prj\cplusplus\day2> .\varAddr.exe
The addr of variable a: 0xffffcc0c
The addr of variable b: 0xffffcbf0

什么是指针？

指针是一个变量，其值为另一个变量的地址，即，内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样，您必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。指针变量声明的一般形式为：

type *var-name;

在这里，type 是指针的基类型，它必须是一个有效的 C++ 数据类型，var-name是指针变量的名称。用来声明指针的星号*与乘法中使用的星号是相同的。但是，在这个语句中，星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明：

int    *ip;    /* 一个整型的指针 */
double *dp;    /* 一个 double 型的指针 */
float  *fp;    /* 一个浮点型的指针 */
char   *ch;    /* 一个字符型的指针 */

所有指针的值的实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，都是一样的，都是一个代表内存地址的长的十六进制数。不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

C++ 中使用指针

使用指针时会频繁进行以下几个操作：定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。这些是通过使用一元运算符 *来返回位于操作数所指定地址的变量的值。

实例2：

#include <iostream>
using namespace std;

int main(void)
{
    int a = 20;
    int *p;

    p = &a;

    cout << "Value of variable a: ";
    cout << a << endl;

    // print the value of p;
    cout << "Addr stroed in p variable: ";
    cout << p << endl;

    // access the value to which the variable points
    cout << "Value of *p variable: ";
    cout << *p << endl;

    return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day2> make 
g++ -o varAddr2 varAddr2.cpp -g -Wall
PS E:\fly-prj\cplusplus\day2> .\varAddr2.exe
Value of variable a: 20
Addr stroed in p variable: 0xffffcc04
Value of *p variable: 20

C++ Null 指针

在变量声明的时候，如果没有确切的地址可以赋值，为指针变量赋一个 NULL 值是一个良好的编程习惯。赋为 NULL 值的指针被称为空指针。

NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。

实例3：

#include <iostream>
using namespace std;

int main(void)
{
    int *pstr = NULL;

    cout << "pstr: " << pstr << endl;
    return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day2> make 
g++ -o pointerNull pointerNull.cpp -g -Wall
PS E:\fly-prj\cplusplus\day2> .\pointerNull.exe
pstr: 0

C++ 指针的算术运算

指针是一个用数值表示的地址。因此，您可以对指针执行算术运算。可以对指针进行四种算术运算：++、--、+、-。

假设 ptr 是一个指向地址 1000 的整型指针，是一个 32 位的整数，让我们对该指针执行下列的算术运算：

ptr ++；

在执行完上述的运算之后，ptr 将指向位置 1004，因为 ptr 每增加一次，它都将指向下一个整数位置，即当前位置往后移 4 个字节。这个运算会在不影响内存位置中实际值的情况下，移动指针到下一个内存位置。如果 ptr 指向一个地址为 1000 的字符，上面的运算会导致指针指向位置 1001，因为下一个字符位置是在 1001。

递增一个指针

下面的程序递增变量指针，以便顺序访问数组中的每一个元素：

实例4：

#include <iostream>
using namespace std;

const int MAX = 3;

int main(void)
{
    int var[MAX] = {10, 100, 200};
    int *ptr;

    ptr = var;
    for(int i = 0; i < MAX; i++)
    {
        cout << "Address of var [" << i << "]=";
        cout << ptr << endl;

        cout << "Value of var [" << i << " ]= ";
        cout << *ptr << endl;

        ptr ++;
    }

    return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day2> .\pointerAdd.exe
Address of var [0]=0xffffcbf8
Value of var [0 ]= 10
Address of var [1]=0xffffcbfc
Value of var [1 ]= 100
Address of var [2]=0xffffcc00
Value of var [2 ]= 200

递减一个指针

实例5：

#include <iostream>
using namespace std;

const int MAX = 3;

int main(void)
{
    int var[MAX] = {10, 100, 200};
    int *ptr;

    // pointer to last
    ptr = &var[MAX-1];
    for(int i = (MAX - 1); i >= 0; i --)
    {
        cout << "Address of var [" << i << "] = ";
        cout << ptr << endl;

        cout << "Value of var [" << i << "] = ";
        cout << *ptr << endl;
        ptr --;
    }

    return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day2> .\pointerSub.exe
Address of var [2] = 0xffffcc00
Value of var [2] = 200
Address of var [1] = 0xffffcbfc
Value of var [1] = 100
Address of var [0] = 0xffffcbf8
Value of var [0] = 10

指针的比较

指针可以用关系运算符进行比较，如 ==、<和 >。如果 p1 和 p2 指向两个相关的变量，比如同一个数组中的不同元素，则可对 p1 和 p2 进行大小比较。

实例6：

#include <iostream>
using namespace std;

const int MAX = 3;

int main(void)
{
    int a[MAX] = {10, 100, 200};
    int *p;

    p = a;
    int i = 0;
    while(p <= &a[MAX - 1])
    {
        cout << "Address of val [" << i << "]: ";
        cout << p << endl;

        cout << "Value of val [" << i << "]: ";
        cout << *p << endl;
        
        i++;
        p++;
    }

    return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day2> .\pointerCom.exe
Address of val [0]: 0xffffcbf8
Value of val [0]: 10
Address of val [1]: 0xffffcbfc
Value of val [1]: 100
Address of val [2]: 0xffffcc00
Value of val [2]: 200

C++ 指针 vs 数组

指针和数组是密切相关的。事实上，指针和数组在很多情况下是可以互换的。例如，一个指向数组开头的指针，可以通过使用指针的算术运算或数组索引来访问数组。如实例5。

int main ()
{
   int  var[MAX] = {10, 100, 200};
 
   for (int i = 0; i < MAX; i++)
   {
      *var = i;    // 这是正确的语法
      var++;       // BAD:这是不正确的
   }
   return 0;
}

把指针运算符 * 应用到 var 上是完全可以的，但修改 var 的值是非法的。这是因为 var 是一个指向数组开头的常量，不能作为左值。

*(var + 2) = 500; // 合法的，编译可以通过，var的值未被修改

C++ 指针数组

实例7：

#include <iostream>
 
using namespace std;
const int MAX = 3;
 
int main ()
{
   int  var[MAX] = {10, 100, 200};
 
   for (int i = 0; i < MAX; i++)
   {
      cout << "Value of var[" << i << "] = ";
      cout << var[i] << endl;
   }
   return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> .\arrArr.exe
Value of arr[i] = 10
Value of arr[i] = 100
Value of arr[i] = 200

让数组存储指向 int 或 char 或其他数据类型的指针

int *ptr[MAX];

把 ptr 声明为一个数组，由 MAX 个整数指针组成。因此，ptr 中的每个元素，都是一个指向 int 值的指针。

实例8：

#include <iostream>
using namespace std;

const int MAX = 3;
int main(void)
{
    int var[MAX] = {10, 100, 200};
    int *ptr[MAX];

    for(int i = 0; i < MAX; i++)
    {
        ptr[i] = &var[i]; // 赋值为整数的地址
    }

    for(int j=0; j < MAX; j++)
    {
        cout << " The value of *ptr[" << j << "]: ";
        cout << *ptr[j] << endl;
    }

    return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> make 
g++ -o pointerPointer pointerPointer.cpp -g -Wall
PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> .\pointerPointer.exe
 The value of *ptr[0]: 10
 The value of *ptr[1]: 100
 The value of *ptr[2]: 200

可以用一个指向字符的指针数组来存储一个字符串列表

实例9：

#include <iostream>
using namespace std;

const int MAX = 4;
int main(void)
{
    const char *names[MAX] = {
        "XiaoMing",
        "SuSun",
        "XiaoHong",
        "ZhangSan",
    };

    for(int i = 0; i < MAX; i++)
    {
        cout << "Value of names[" << i << "]: ";
        cout << names[i] << endl;
    }

    return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> make 
g++ -o pointerArr1 pointerArr1.cpp -g -Wall
PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> .\pointerArr1.exe
Value of names[0]: XiaoMing
Value of names[1]: SuSun
Value of names[2]: XiaoHong
Value of names[3]: ZhangSan

C++ 指向指针的指针（多级间接寻址）

指向指针的指针是一种多级间接寻址的形式，或者说是一个指针链。

指针的指针就是将指针的地址存放在另一个指针里面。

通常，一个指针包含一个变量的地址。当我们定义一个指向指针的指针时，第一个指针包含了第二个指针的地址，第二个指针指向包含实际值的位置。

C++ | C++ 指针

int **var; // 声明一个指向int类型指针的指针

实例10：

#include <iostream>
using namespace std;

int main(void)
{
    int var;
    int *ptr; // 一级指针
    int **pptr; // 二级指针

    var = 1000; // 赋值
    ptr = &var; // 获取var的地址
    pptr = &ptr; // 获取ptr的地址    

    cout << "The value of var: " << var << endl;
    cout << "The value of *ptr: " << *ptr << endl;
    cout << "The value of **pptr: " << **pptr << endl;

    return 0;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> make 
g++ -o pointerPointer1 pointerPointer1.cpp -g -Wall
PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> .\pointerPointer1.exe
The value of var: 1000
The value of *ptr: 1000
The value of **pptr: 1000

C++ 传递指针给函数

实例11：

#include <iostream>
#include <ctime>
using namespace std;

void getSeconds(unsigned long *parameter); // 函数声明

int main(void)
{
    unsigned long secs;

    getSeconds(&secs);
    cout << "Get total seconds: " << secs << endl;

    return 0;
}

void getSeconds(unsigned long *parameter)
{
    *parameter = time(NULL); /* Get time in seconds */
    return;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> make 
g++ -o pointerVar pointerVar.cpp -g -Wall
PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> .\pointerVar.exe
Get total seconds: 1630464515

接受数组作为参数

实例12：

#include <iostream>
using namespace std;

double getAverage(int *arr, int n);

int main(void)
{
    int balance[5] = {100, 5, 2, 6, 1000};
    double avg;

    avg = getAverage(balance, sizeof(balance)/sizeof(int));
    cout << "arr size: " << sizeof(balance)/sizeof(int) << endl;
    cout << "average: " << avg << endl;

    return 0;
}

double getAverage(int *arr, int n)
{
    int sum = 0;
    double average;

    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        sum += arr[i];
    }

    average = (double)sum/n;
    return average;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> make 
g++ -o pointerVar1 pointerVar1.cpp -g -Wall
PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> .\pointerVar1.exe
arr size: 5
average: 222.6

C++ 从函数返回指针

C++ 不支持在函数外返回局部变量的地址，除非定义局部变量为 static变量。

实例13：

#include <iostream>
using namespace std;

int *getRandom(void); // function declaration

int main(void)
{
    int *p;
    p = getRandom();

    for(int i; i < 10; i++)
    {
        cout << "*(p + " << i << ") = " ;
        cout << *(p + i) << endl; 
    }

    return 0;
}

int *getRandom(void)
{
    static int r[10];

    srand((unsigned)time(NULL));
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        r[i] = rand();
        cout << r[i] << endl;
    }

    return r;
}

编译、运行：

PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> make 
g++ -o pointerReturn pointerReturn.cpp -g -Wall
PS E:\fly-prj\cplusplus\day3> .\pointerReturn.exe
1232675181
1641427503
1518200532
1533919531
1877223093
1040540671
263746846
871509770
1547089665
*(p + 0) = 1232675181
*(p + 1) = 1641427503
*(p + 2) = 1518200532
*(p + 3) = 1533919531
*(p + 4) = 1877223093
*(p + 5) = 1040540671
*(p + 6) = 263746846
*(p + 7) = 871509770
*(p + 8) = 1008514559
*(p + 9) = 1547089665




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