7 指针

指针是指向另外一种类型的符合类型，和引用类似，指针也实现了对其他对象的间接访问。注意，我们这里使用的是类似，说明之间还是有差异。

• 指针本身就是一个对象，允许对指针复制和拷贝，而且在指针存在的情况下，它可以前后指向不同的数据类型
• 指针无需在定义时就赋值，和其他内置类型一样，如果在初始化的时候没有复制，那么它也会拥有一个不确定的值

7.1 指针的基本概念

指针的作用：可以通过指针间接访问内存

• 内存编号是0开始记录的，一般用十六进制数字表示
• 可以利用指针变量保存地址

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7.2 指针变量的定义和使用

指针变量定义语法：数据类型 *变量名;

指针定义范例：

int * a,*b;//说明a和b都是指向int数据类型的指针

*的靠近

有些人总不能理解*这个标志在定义中靠近哪边。其实靠近哪边都没错，如果你靠近变量名，说明你理解为该变量不是基本变量，而是一种指针类型，这样的话，如果你写成以下形式是可以的：

int *p1,p2;

你也可以靠近int，但是这样的话每条语句中就只能定义一个变量，如下所示：

int* a;
int* b;

我们在前面注意的两点提到过，指针需要指向不同的数据类型，那么，如果我想要取一个变量的地址该怎么取？我们要用到取地址符&。

如果我们指向某变量后，想要取得地址对应的元素，那么我们可以使用解引用符*来访问该对象。

让我们试着使用一下指针的定义，仔细体会其中的含义，代码如下所示：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{//1、定义指针int a = 10;//指针定义的语法：数据类型*指针变量名int* p = &a;cout << "a的地址为：" << &a << endl;cout << "指针p为：" << p << endl;//2、使用指针//可以通过解引用的方式来找到指针指向的内存//指针前面加*代表解引用，找到指针指向的内存中的数据*p = 1000;cout << "a = " << a << endl;cout << "*p = " << *p << endl;system("pause");return 0;
}

某些符号有多个含义

对于没有学过编程语言的来说，如果是首次接触C++，很容易被一堆符号搞晕。像&和*这些符号，实际上有多个含义。下面我们用一些例子来看看它们在不同位置表示的不同含义。

int i = 42;
int &r = i; //&紧跟着类型名，因此是声明的一部分，而&r是一个引用，相当于42的别名，42的本名叫i，r和i都可以操纵42这个数据
int *p; //紧跟类型名出现，因此是声明的一部分，p是一个指针
p = &i; //&出现在表达式中，是一个&取地址符
*p = i; //*出现在表达式中，是一个解引用符
int &r2 = *p; //&是声明的一部分，*是一个解引用符

7.3 指针所占内存空间

指针也是数据类型，那么这种数据类型占用多少内存呢？通过下面的演示，我们可以知道指针占有多少内存。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;int main() 
{//指针所占内存空间int a = 10;int* p = &a;//在32位操作系统下，指针是占4个字节空间大小，不管是什么数据类型//在64位操作系统下，指针是占8个字节空间大小cout << "sizeof(int *) = " << sizeof(int*) << endl;system("pause");return 0;
}

7.4 空指针

空指针不指向任何对象，你可以理解为它指向一块未知的区域，而实际上该指针变量指向内存中编号为0的空间。其通常用于初始化指针变量。需要注意的是，在没有指向任何实质性的东西时，你可以查看空指针的地址，但是空指针所指向的内存数据是不可以访问的。

让我们试着敲一下下面的例子：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{//空指针//1、控制怎用于给指针变量进行初始化int* p = NULL;//2、空指针是不可以进行访问的//0~255之间的内存编号是系统占用的，不可以进行访问//*p = 100;system("pause");return 0;
}

tip：

在C++11中，我们可以让字面值nullptr来初始化指针，当然，由于空指针指向的是内存中的0号位，故我们指向让指针指向字面值0也可以达到空指针的效果。

int *p1 = nullptr;
int * p2 = NULL;
in * p3 = 0;

NULL还是nullptr

在以后的C++程序书写中，我们应该避免使用NULL，而多使用nullptr。

7.5 野指针

野指针通常指的是指针变量指向非法的内存空间。一般来说，指针都需要初始化，如果你没有初始化，那么在访问指针的时候就会出现问题。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{//野指针int* p = (int*)0x1100;cout << *p << endl;system("pause");return 0;
}

tip：

【总结：空指针和野指针都不是我们申请的空间，因此不要访问。】

7.6 void*指针

void*指针也叫通用指针或泛指针。对于这类指针，其可以存放任意数据对象。但是注意的是，不要试图去访问它，因为你不知道void *指针指向的是什么数据类型。

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{//void*指针int a = 11;void* p = &a;cout << *p << endl;system("pause");return 0;
}

out：

7.7 指向指针的指针

指针变量本质上也是对象，故指针变量也是个地址。

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{//void*指针int a = 11;int* p = &a;cout << "a的地址："<< &a << endl;cout << "p指向的地址" << p << endl;cout << "p的地址"<<&p << endl;system("pause");return 0;
}

out：

7.8 const修饰指针

当一个变量被const修饰符限定时，那么他会变成常量，其值不能改变。在指针这一块内容中，const修饰指针会出现三种情况：

1. const修饰指针——常量指针
2. const修饰常量——指针常量
3. const既修饰指针又修饰常量

上面显有点绕，我来总结一下。

让我们来看第一种情况：常量指针。

const int *p = a;
实际上其等于：
const(int *p) = a;
实际上等于:
const a;

在这种情况下，指针中存有的内容只能是常量，也就是说，指针的性质被保留了，还是可以随便指，那是指的内容他必须保证是一个常量，不能随便修改。

让我们来看第二种情况：指针常量。

int const *p = a;

如果是指针常量这种情况，说明指针变量名被const修饰了，此时这个指针变量变成指针常量了，那么指针就不能随便改了，而内容可以随便改因为没有限制。

综上所述，那么const int * const p就是即修饰指针又修饰常量，那么指针的指向不能该，指针指的内容也不能改了。

示例：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{//1、常量指针int a = 10;int b = 10;const int* p = &a;//指针指向的值不可以改，但是指向可以改//*p = 20；错误p = &b;//正确//2、const修饰常量int* const p2 = &a;*p2 = 100;//p2 = &b;错误，指针的指向不可以改//3、const修饰指针和常量const int* const p3 = &a;//p3 = &b;错误//*p3 = 100;错误system("pause");return 0;
}

顶层const

从上面的常量指针我们看出const是修饰的是指针变量指向的数据，而指针常量const修饰的是指针变量本身。为此，我们用术语顶层const表示指针本身是个常量，而用底层const表示指针所指的对象是一个常量。

从上面所学我们也可以得知，指针类型既可以是顶层const也可以是底层const。

7.9 指针和数组

作用：利用指针访问数组中元素

示例：

#include <iostream>
using namespace std;int main()
{//指针和数组//利用指针访问数组中的元素int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };cout << "第一个元素为：" << arr[0] << endl;int* p = arr;//arr就是数组的首地址cout << "利用指针访问第一个元素：" << *p << endl;p++;//让指针向后偏移4个字节cout << "利用指针访问第二个元素：" << *p << endl;system("pause");return 0;
}

7.10 指针和函数

作用：利用指针作为函数参数，可以修改实参的值

原理:

示例：

#include <iostream>
using namespace std;//值传递交换函数
void swap01(int a, int b)
{int temp = a;a = b;b = temp;cout << "swap01 a = " << a << endl;cout << "swap01 b = " << b << endl;
}void swappoint(int *p1, int *p2)
{int temp1 = *p1;*p1 = *p2;*p2 = temp1;cout << "swappoint *p1= " << *p1 << endl;cout << "swappoint *p2= " << *p2 << endl;
}int main()
{//指针和函数//1、值传递int a = 10;int b = 20;swap01(a, b);cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;//分界线cout << "------------" << endl;//2、地址传递int* p1 = &a;int* p2 = &b;swappoint(&a, &b);cout << "a = " << a << endl;cout << "b = " << b << endl;system("pause");return 0;
}

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