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C++指针与地址详解

指针的概念

1、“存储器”的概念
文件柜-->文件柜上的抽屉-->抽屉上的编号
对应于:
存储器----->存储单元----->存储单元的地址

2、存储器的使用
1)定义变量时,系统为变量分配相应的存储单元,通过变量名可以直接使用该存储单元。例如:
    int x=5,y;
    y=15; // y可以理解成该存储单元的当前名字

2) 通过存储单元的地址来使用该存储单元,这就需要有表示存储单元地址的量——指针型变量。例如:
    int *ip; // ip是一个指针(变量)
    ip=&y; // ip是存储空间y的地址
    cout<< ip<< &y<< y<< *ip; //结果?
C++指针与地址详解

3、指针的定义
按变量的地址直接存取变量的方法称为“直接访问”方式。存贮变量的内存空间的首地址称为该变量的地址。如果将一个变量的地址放在另一个变量中,则存放地址的变量称为指针(Pointer)型变量。由于指针变量中的值是另一个变量的地址,我们习惯上形象地称为指针变量指向该变量。

存取变量也可以间接地由指针变量取得该变量的地址进行,称为“间接访问”方式。指针变量中的值简称为指针,所以指针就是地址。

取地址运算符& :作用于内存中一个可寻址的数据(如变量、对象和数组元素等等),操作的结果是获得该数据的地址。

间接引用运算符* :作用于一个指针类型的变量,访问该指针所指向的变量。例如:
    int a=5, *pointer;
    pointer=&a; //pointer指向a
    *pointer=10; //间接访问,相当于a=10

4、指针定义的语法
指针类型变量定义语句格式如下:
    《存贮类型》 类型 *变量名1《,*变量名2…》;

例如:
    int *lp1,*lp2; //定义整型指针变量lp1,lp2
    float *fp1, fp2; //实型指针flp1,实型变量fp2

所谓指针类型,按指针指向的变量的类型区分。基本类型和派生类型都有对应的指针类型,包括类(class),甚至还有指针类型(指向指针的指针,二级指针)。

指针变量的赋值、初始化与简单应用

1、对指针赋值
对指针赋值有三种情况 :
  • 取变量地址:使指针指向该变量。
    C++指针与地址详解
  • 指针相互赋值:使两指针指向同一变量。(查看动画演示)
    C++指针与地址详解
  • 指针赋NULL:空指针,指针悬空。不同于指针未赋值。

注意:不能给指针变量随意赋一个地址值,只能取一个已经分配了内存的变量的地址赋给指针变量。变量或对象的内存地址是由编译系统来分配的。

【例5.6】指针赋值实例:
#include <iostream.h>
void main()
{
       int age1=18, age2=20, *p_age;
       p_age=&age1;
       cout<<"age of wang ping is"<<*p_age<<endl;
       p_age=&age2;
       cout<<"age of zhang ling is"<<*p_age<<endl;
}

2、指针变量初始化
例如: int age , *p_age=&age; //p_age初始化为指向整型量age。

任何类型指针都可以赋以0值(NULL),称空指针表示该指针不指向该类型的任何一个变量(对象)。注意不是指向地址为0的内存空间

常量是不可寻址的,但常变量是可寻址的,如:
    p_age=&20; //错误
    const float PI=3.14159;
    float *pointer=&PI; //正确

3、指针使用时注意
  • 指针类型可以强制转换,有特殊应用,例如:
        int m, *pm=&m;
        char *p1=(char*)&m, *p2=(char*)pm;
    用pm读的是整型数,用p1,p2读的是整型数的第一个字节。
  • 同类型的指针可以相互赋值,如有说明:
        int val1=18, val2=20, *p_val1=&val1, *p_val2=&val2;
        // p_val1指向val1,p_val2指向val2
    执行 p_val1=p_val2; 后,则p_val1也指向val2,而没有指针指向val1了。(查看动画演示)
  • 必须谨慎使用指针,一旦使用不当会产生灾难性的后果。
    例如,局部指针变量在定义时其中的值为随机数,即指针指向了一个无意义的地址,也可能偶然指向了一个非常重要数据的地址。如果对所指的内存进行不当操作,其中的数据就丢失了。
    再如,全局指针变量,原指向一个局部变量,后来该内存又重新分配了,我们再对该指针所指地址进行操作,同样会发生不可预知的错误。
  • 对指针变量决不可以任意赋一个内存地址,结果甚至是灾难性的。如:
        int *P=(int *)0xaf80;
    把指针变量P的初始置为0xaf80,我们并不知道那个内存单元放的是什么数据,这在一般程序中是非常危险的。
  • 如果通过指向对象或结构变量的指针变量来访问其公有成员时,则只要在指针变量名后加箭头号(箭头操作符“->”),再加公有成员名就可以了。
    【例5.7】通过结构指针来访问结构成员。
    #include<iostream>
    #include<cstring>
    using namespace std;

    struct student{
        char name[20];
        char id[10];//学号最好用字符串,当学号以0开头,整数会丢失0甚至认为是八进制
        int age;
        float score;
        char address[30];
    };
    int main(){
        student st1,*prst;
        prst=&st1;
        cout<<"请输入学生的姓名:"<<endl;
        cin.getline(st1.name,20);//cin.getline可输入空格
        cout<<"请输入学号、年龄和入学成绩:"<<endl;
        cin>>st1.id>>st1.age>>st1.score;
        cin.get();//吸收掉换行回车符
        cout<<"请输入家庭住址:"<<endl;
        cin.getline(st1.address,30);
        cout<<"姓名"<<'/t'<<prst->name<<'/n';
        cout<<"学号"<<'/t'<<prst->id<<'/n';
        cout<<"年龄"<<'/t'<<prst->age<<'/n';
        cout<<"入学成绩"<<'/t'<<prst->score<<'/n';
        cout<<"家庭住址"<<'/t'<<prst->address<<endl;
        return 0;
    }
  • 指针常量是固定指向一个对象的指针,即指针本身是常量
        char ch=’a’,ch1=’x’;
        char * const ptr=&ch; //注意const放在类型说明之后,变量名之前
        *ptr=’b’;//正确
        ptr=&ch1;//错误
    ptr本身在初始化时所指向的地址是不可改变的,但它指向的目标ch的值是可以改变的。
  • 常量指针是指向“常量”的指针,即指针本身可以改指向别的对象,但不能通过该指针修改对象。该对象可以通过其他方式修改,常用于函数的参数,以免误改了实参。类似于在“运算符重载”一节中引用参数前加const
        char ch=’a’,ch1=’x’;
        const char * ptr1=&ch; //ptr1是常量指针
        *ptr1=’b’; //错误,只能做ch=’b’
        ptr1=&ch1; //正确

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