c++ premier -- 数组与指针

读完这一章，最大的收获就是之前对string和字符串（文中称为c风格字符串）的混淆，那个时候很懒的，在string和char*之间相互赋值转换时，如果成功了就成功了，不成功就都换成char*，也不知道是怎么回事，也不去研究是怎么回事。另外，好像我突然明白了多维数组的分析，之前看C专家编程的时候感觉记不下来，其实就是我没有很理解。

 

第4章的篇头的这段话我觉得很有意味，“C++语言提供了两种类似于vector和迭代器类型的低级复合类型 -- 数组和指针。与vector类型相似，数组也可以保存某种类型的一组对象；而它们的区别在于，数组的长度是固定的。数组一经创建，就不允许添加新的元素。指针则可以像迭代器一样用于遍历和检查数组中的元素。”

 

1. 指针

指针保存的是另一对象的地址。一个有效的指针必须是以下三种状态这一：（1）保存一个特定的地址；（2）指向某个对象后面的另一个对象；（3）0值（即null），不指向任何对象。对于第二种怦，我不是很理解，在后面的讲解中，我猜测，是不是指的像一个指向数组的指针，加了一个值后，变成了指向“某个对象后面的另一对象”了？

另外还有一个概念上的澄清，设int a[10] = {0}, int* p = a, 当我们使用p时，使用的是p中保存的地址，p是一个指针；当我们使用*p时，叫做p的解引用（dereference），使用（也包括修改）的是p中保存的地址中的数据。以前看到“解引用”这样的名词，我都觉得有些惴惴不安，因为我不确定是什么意思，呵呵。

 

2. 指针和引用（&）的区别

虽然引用和指针都可间接访问另一个值，但是它们之间有两个重要区别。（1）引用总是指向某个对象：定义引用时没有初始化是错误的。（2）赋值行为的差异：给引用赋值修改的是该引用所关联的对象的值，而并不是使引用与另一个对象关联。引用一经初始化，就始终指向同一个特定对象。例如：

int ival = 1024, ival2 = 2048;
int* p1 = &ival, *p2 = &ival2;
//赋值结束后，p1所指向的ival对象值不变，赋值操作修改了p1指针的值
//使其指向另一个不同的对象
p1 = p2; 

//下面的赋值操作修改了r1引用的值ival对象，而非引用本身。
//赋值结束后，这两个引用还是分别指向原来关联的对象，此时这两个对象的值相等
int &r1 = ival, &r2 = ival2;
r1 = r2;

 

3. 指针和const限定符

指针和const限定符之间的有两种交互类型：指向const对象的指针和const指针。

 

我们经常使用指针来修改其所指对象的值。但是，如果指针指向const对象，则不允许用指针改变其所指的const值。为了保证这个特性，c++语言强制要求指向const对象的指针也必须具有const特性。（这与之前的引用一样）

允许把非const对象的地址赋值给指向const对象的指针，这时不能通过该指针去修改对象的值，但可以通过其他指向该对象的指针去修改该对象。可以把指向const的指针理解为“自以为指向const的指针”。

 

const指针指的是指针本身的值不能改变，也就是它将一直指向一个特定的对象，该对象如果不是const的则该对象是可以被修改的。（突然想到，这个指针应该可以释放吧？释放后这个指针会变成怎么样的呢？-- 尝试了一下，可以释放，但是这个指针再也不能被赋给其他人了）

 

关于它们的书写方式，也是挺容易让人混淆的，

const double pi = 3.14;
double *ptr = π  //error: ptr is a plain pointer
const double* ptr = π //ok: ptr is a pointer to const

int errNumb = 0;
int *const curErr = &errNumb; //curErr is a const pointer
curErr = curErr; //error: curErr is a const pointer, it can't be assigned again

 

4. 指针和typedef

在typedef中使用指针往往会带来意外的结果。下面是一个几乎所有人刚开始时都会答错的问题（确实）：

typedef string *pstring;
const pstring cstr;

 请问cstr是什么类型的？（我把pstring换成string*，然后分析得出，cstr是一个指向string类型的const对象的指针。结果是错的。）

错误的原因在于将typedef当做文本扩展了。声明string pstring时，const修饰的是pstring类型，这是一个指针，因此，该声明应该是把cstr定义为指向string类型对象的const指针。这个定义等价于：

string *const cstr;

 

阅读const声明语句产生的部分问题，源于const限定符既可以放在类型前面也可以放在类型后，

string const s1; 和 const string s1是一样的。

上面的语句，如果写成pstring const cstr，做文本扩展的时候就变成string* const cstr了。所以最重要的，还是得把pstring看成一个整体。

 

5. 动态数组

“数组类型的变量有三个重要的限制：数组长度固定不变，在编译时必须知道其长度，数组只在定义它的块语句内存在。”为什么要摘录这句话呢？因为它提醒了我数组在程序内存中是在什么地方（数组应该是在静态存储区或栈上），当数组不是全局变量时，比如是在函数里，离开该函数后数组就不在了。而动态数组则不一样，它是分配在堆上的，动态分配的数组将一直存在，直到程序显式地释放它。

另外，释放数组的时候应该是

int* pia = new int[10];
delete [] pia;

 关键字delete和指针之间的空方括号是必不可少的：它告诉编译器该指针指向的是自由存储区中的数组，而并非单个对象。

 

6. 混合使用标准库类string和C风格字符串

由于C风格字符串与字符串字面值具有相同的数据类型，而且都是以null结束，因此可以把c风格字符串用在任何可以使用字符串字面值的地方：

（1）可以使用C风格字符串对string对象进行初始化或赋值

（2）string类型的加法操作需要两个操作数，可以使用c风格字符串作为其中的一个操作数。

但是反之则不成立：在要求c风格字符串的地方不可以直接使用标准库string类型对象。但是string类提供了一个名为c_str() 的成员函数实现我们的要求：

const char* str = st2.c_str();    //查看c_str()的声明，可以发现其返回的是一个指向const char的指针

 

7. 指针和多维数组

定义指向数组的指针与如何定义数组本身类似：首先声明元素类型，后接（数组）变量名字和维数。窍门在于（数组）变量的名字其实是指针，因此需要在标识符前加上*。

int *ip[4]; //包含4个指向int的指针数组
int (*ip) [4]; //指向包含有4个int元素的数组的指针

 下面的图是从C专家编程里借过来的：

可以用下面任何一种方法为int apricot[2][3][5]在内存中定位：