C++中的指针入门及剖析

C++——指针复习

一、基本概念

1、   内存存储原理

如果在程序中定义一个变量，在编译时就给这个变量分配内存单位。系统根据程序中定义的变量类型，分配一定长度的空间。例如，C++编译系统一般为整形变量分配4个字节，为单精度浮点型变量分配4个字节，为字符型变量分配1个字节。内存区的每一个字节有一个编号，这就是“地址”，它相当于旅馆中的房间号。在地址所标识的内存但愿中存放数据，这相当于旅馆中各个房间中居住旅客一样。

区别：内存单元的地址与内存单元的内容

      假设程序已定义了3哥整型变量,I,j,k,编译时系统分配2000，2001，2002，2003这4个字节给变量I,分配2004,2005,2006,2007字节给j，分配2008，2009.，2010，2011字节给k。在程序中一般是通过变量名来对内存单位进行存取操作的。程序经过编译以后已经将变量名转换为变量的地址，对变量值的存取都是通过地址进行的。例如，语句“cout<<I”;的执行是这样的：根据变量名与地址的对应关系（这个对应关系是在编译时确定的），找到变量i的地址2000，然后从由2000开始的4个字节中取出数据（即变量的值3），把它输出。输入时如果用”cin>>I;”，在执行时，就把从键盘输入的值送到地址为2000开始的整型存储但愿中。如果有语句：”k=i+j;”,则从2000字节开始的整型变量存储但愿中取出i的值（3），从2004字节开始的变量存储但愿中取出j的值（6），将它们相加后再将其和（9）送到k所占用的2008字节开始的整型存储单元中。这种按变量地址存取变量值的方式称为直接存取方式，或直接访问方式。

还可以采用另一种成为简介存取（间接访问）的方式，将变量i的地址存放在另一个变量中。可以在程序中定义这样一种特殊的变量，它是专门用来存放地址的。假设定义了一个变量i_pointer，用来存放一个整型变量的地址。编译系统给这个变量分配4个字节（假定为3010-3013字节）。可以通过下面语句将i的起始地址（2000）存放到i_pointer中。

I_pointer=&I;

&是取地址运算符，&i是变量i的地址。执行此语句后，i_pointer的值就是2000（即变量i所占用但愿的起始地址）。若要取变量i的值，除了可以用直接方式外，还可以采用间接方式：先找到存放“I”的地址的变量i_pointer,从中取出i的地址（即2000），然后到2000开始的4个字节中取出i的值（3）。

指针定义：一个变量的地址称为该变量的指针。

指针变量：一个变量专门用来存放另一个变量地址（即指针）的，则它称为指针变量。

区别：指针与指针变量

指针变量的值（即指针变量中存放的值）是地址（即指针）。例如：变量i的指针是2000，而不能说i的指针变量是2000.

 

变量与指针

变量的指针就是变量的地址。用来存放变量地址的变量是指针变量。指针变量是一种特殊的变量，它和以前学过的其它类型的变量不同之处：用它来指向另一个变量。为了表示指针变量和它所指向的变量之间的联系，在C++中用”*”符号表示指向，例如，i_pointer是一个指针变量，而*i_pointer表示i_pointer所指向的变量。*i_pointer也代表一个变量，它就是i_pointer所指向的变量i。

如下两个语句作用相同：

    i=3;

    *i_pointer=3;

第二个语句的含义是将3赋给指针变量i_pointer所指向的变量i。

定义一个指针变量：

C++规定所有变量在使用前必须先定义，即指定其类型。在编译时按变量类型分配存储空间。对指针变量必须将它定义为指针类型。

int i,j;        //定义整型变量i，j

int *pointer_1,*pointer_2; //定义指针变量＊pointer_1,*pointer_2

第二行开头的int是指：所定义的指针变量是指向整型数据的指针变量，或者说，*pointer_1,*pointer_2中只能存放整型数据（如整形变量或整型数组元素）的地址，而不能存放浮点型或其他类型数据的地址。这个int就是指针变量的基类型。指针变量的基类型用来指定该指针变量可以指向的变量类型。

定义指针变量的一般形式：

    基类型 *指针变量名;

将一个指针变量指向另一个变量：

pointer_1=&i;  //将变量i的地址存放到指针变量pointer_1中

pointer_2=&j;    //将变量j的地址存放到指针变量Pointer_2中

这样，pointer_1就指向了变量i，pointer_2就指向了变量j。

一般的C++编译系统为每一个指针变量分配4个字节的存储但愿，用来存放变量的地址。

在定义指针变量时要注意：

1、                 不能用一个整数给一个指针变量赋初值。例如： int *pointer_1=2000; 是错误的，写此语句者的愿意可能是将地址2000作为指针变量pointer_1的初值，但编译系统并不把2000认为是地址（字节编号），而认为是整数，因此认为是语法错误，显示出错信息，可以将一个已定义的变量的地址作为指针变量的初值。

int i;  //定义整型变量

int *pointer_1=&i; //将变量i的地址作为指针变量pointer_1的初值

2、                 在定义指针变量时必须指定基类型。原因：不同类型数据在计算机系统中的存储方式和所占的字节数不同。

对指针变量的定义“int pointer_1,pointer_2;”，也可以这样理解：

pointer_1和pointer_2是整型变量，如同int a,b;定义了a和b是整型变量一样。而*pointer_1和*pointer_2是pointer_1和pointer_2所指向的变量，显然pointer_1和pointer_2是指针变量。注意：只有整型变量的地址才能被放到基类为整型的指针变量中。

 

   通常为了方便，一般都这样简单地叙述：pointer_1,pointer_2是指针变量。其实，完整地说应该是：pinter_1和pointer_2是指向整型数据的指针变量。

 

引用指针类型

运算符号：&取地址运算符

          *指针运算符（或称简介访问运算符）

例如：&a是变量a的地址，*p是指针变量p所指向的存储单元。

实例：通过指针变量访问整型变量。

   /*

 *pointer_1.cpp

 *

 * Created on: 2012-4-4

 *     Author: David

 */

#include<iostream>

usingnamespace std;

 

int main()

{

  int a,b;  //定义整型变量a,b

  int *pinter_1,*pointer_2;  //定义指针变量*pinter_1,*pointer_2

  a=100;b=10;    //对 a,b赋值

  pointer_1=&a;  //把变量a的地址赋给pointer_1

  pointer_2=&b;  //把变量b的地址赋给pointer_2

  cout<<a<<""<<b<<endl;   //输出a和b的值

  cout<<*pinter_1<<""<<*pointer_2<<endl;  //输出*pointer_1和*pointer_2的值

  return 0;

}

对程序的说明：

1、  在程序中虽然定义了两个指针变量pointer_1和pointer_2，但它们并非指向任何一个整型变量，而只是提供两个基类型为整型的指针变量。它们可以指向整型变量，至于指向哪个整型变量，要在程序语句中指定。

2、  pointer_1和pointer_2就是变量a和b，最后两个cout语句的作用是相同的。

3、  pointer_1=&a和pointer_2=&b是将a和b的地址分别赋给pointer_1和pointer_2。注意不应写成：*pointer_1=&a;和*pointer_2=&b;因为a的地址是赋给指针变量pointer_1而不是赋给*pointer_1（变量a）。

关于对”*”和”&”运算符的说明：

如果已执行了”pointer_1=&a;”语句，那&*pointer_1的含义是什么？”&”和”*”两个运算符的优先级别相同，但按自右向左方向结合，因此先进行*pointer_1的运算，它就是变量a再执行&运算。因此&*pointer_1与&a相同，即变量a的地址。
     如果有pointer_2=&*pointer_1;

它的作用是将&a(a的地址)赋给pointer_2，如果pointer_2原来指向b，经过重新赋值后它不再指向b，但也不指向a了。

 &a是什么意思？先进行&a的运算，得a的地址，再进行*运算，即&a所指向的变量，*&a和*pointer_1的作用是一样的，它们等价于变量a。即*&a与a等价。

实例：大小排序问题

输入a，b两个整数，按先大后小的顺序输出a和b（用指针变量处理）

解题思路：设两个指针变量p1和p2，使它们分别指向a和b，使p1指向a和b中的大者，p2指向小者，顺序输出*p1，*p2就实现了先大后小的顺序输出a和b。按此思路编写程序如下：

/*

 *pointer_2.cpp

 *

 * Created on: 2012-4-4

 *     Author: David

 */

 

#include<iostream>

usingnamespace std;

 

int main()

{

  int *p1,*p2,*p,a,b;

  cin>>a>>b;

  p1=&a;

  p2=&b;

  if(a<b)

  {

    p=p1;

    p1=p2;

    p2=p;

  }

  cout<<"a="<<a<<"b="<<b<<endl;

  cout<<"max="<<*p1<<"min="<<*p2<<endl;

  return 0;

}