c++ 指针总结

概述

内存地址

在计算机内存中，每个存储单元都有一个唯一的地址(内存编号)。
通俗理解，内存就是房间，地址就是门牌号

指针和指针变量

指针（Pointer）是一种特殊的变量类型，它用于存储内存地址。
指针的实质就是内存“地址”
指针变量就是存储这个地址的变量。

指针作用

可间接修改变量的值

指针变量的定义和使用

指针也是一种数据类型，指针变量也是一种变量
指针变量指向谁，就把谁的地址赋值给指针变量
语法格式：

类型变量;
类型 * 指针变量 = &变量;

& 叫取地址，返回操作数的内存地址
* 叫解引用，指操作指针所指向的变量的值
在定义变量时，* 号表示所声明的变量为指针类型
指针变量要保存某个变量的地址，指针变量的类型比这个变量的类型多一个*
指针使用时，* 号表示操作指针所指向的内存空间

#include <stdio.h>int main() {// 定义一个int类型的变量，同时赋值为10int a = 10;// 打印变量的地址printf("&a = %p\n", &a);// 定义一个指针变量，int *保存int的地址// int *代表是一种数据类型，int *指针类型，p才是变量名int* p;// 指针指向谁，就把谁的地址赋值给这个指针变量p = &a;// 打印p, *p, p指向了a的地址，*p就是a的值printf("p = %p, *p = %d\n", p, *p);return 0;
}

通过指针间接修改变量的值

指针变量指向谁，就把谁的地址赋值给指针变量
通过 *指针变量间接修改变量的值

#include <stdio.h>int main() {// 定义一个int类型变量a，同时赋值为0int a = 0;// 定义int *指针变量，同时赋值a的地址int *p = &a;// 通过指针间接修改a的值*p = 123;printf("a = %d\n", a);// 定义一个int类型变量b，同时赋值为5int b = 5;// p 保存 b的地址p = &b;// 通过指针间接修改b的值*p = 250;printf("b = %d\n", b);return 0;
}

指针与常量

语法格式

int a = 1;
const int *p1 = &a;	// 等价于 int const *p1 = &a;
int * const p2 = &a;
const int * const p3 = &a;

从左往右看，跳过类型，看修饰哪个字符
如果是*，说明指针指向的内存不能改变
如果是指针变量，说明指针的指向不能改变，指针的值不能修改

#include <stdio.h>int main() {int a = 1;int b = 2;// p1 可以改，*p1不能改const int *p1 = &a; // 等价于 int const *p1 = &a;// p1 = &b;    // ok// *p1 = 555;  // err// p2 不能修改，*p2可以修改int *const p2 = &a;// p2 = &b;    //err// *p2 = 555;  // ok// p3 和 *p 都不能改const int *const p3 = &a;// p3 = &b;    // err// *p3 = 555;  // errreturn 0;
}

指针大小

使用sizeof()测量指针的大小，得到的总是：4或8
sizeof()测的是指针变量指向存储地址的大小
在32位平台，所有的指针（地址）都是32位(4字节)
在64位平台，所有的指针（地址）都是64位(8字节)

#include <stdio.h>int main() {int *p1;int **p2;char *p3;char **p4;printf("sizeof(p1) = %llu\n", sizeof(p1));printf("sizeof(p2) = %llu\n", sizeof(p2));printf("sizeof(p3) = %llu\n", sizeof(p3));printf("sizeof(p4) = %llu\n", sizeof(p4));printf("sizeof(double *) = %llu\n", sizeof(double *));return 0;
}

指针步长

指针步长指的是通过指针进行递增或递减操作时，指针所指向的内存地址相对于当前地址的偏移量。
指针的步长取决于所指向的数据类型。

指针加n等于指针地址加上 n 个 sizeof(type) 的长度
指针减n等于指针地址减去 n 个 sizeof(type) 的长度

#include <stdio.h>int main() {char ch;char *p1 = &ch;printf("p1:%p, p1+1: %p\n", p1, p1 + 1); // 步长为1字节int a;int *p2 = &a;printf("p2:%p, p2+1: %p\n", p2, p2 + 1); // 步长为4字节double d;double *p3 = &d;printf("p3:%p, p3+1: %p\n", p3, p3 + 1); // 步长为8字节return 0;
}

野指针和空指针

指针变量也是变量，是变量就可以任意赋值
任意数值赋值给指针变量没有意义，因为这样的指针就成了野指针

此指针指向的区域是未知(操作系统不允许操作此指针指向的内存区域)
野指针不会直接引发错误，操作野指针指向的内存区域才会出问题
为了标志某个指针变量没有任何指向，可赋值为NULL
NULL是一个值为0的宏常量

#include <stdio.h>int main() {int *p;p = 0x12345678; // 给指针变量p赋值，p为野指针， ok，不会有问题，但没有意义// *p = 1000;      // 操作野指针指向未知区域，内存出问题，errprintf("111111111111111111\n");int *q = NULL;  // 空指针return 0;
}

多级指针

C语言允许有多级指针存在，在实际的程序中一级指针最常用，其次是二级指针。
二级指针就是指向一个一级指针变量地址的指针

#include <stdio.h>int main() {int a = 100;// 一级指针int* p1 = &a;printf("&a=%p\n", &a);printf("p1=%p\n", p1);printf("&p1=%p\n", &p1);// 二级指针，可以存储一级指针变量的地址int** p2 = &p1;printf("p2=%p\n", p2);printf("&p2=%p\n", &p2);// 三级指针，可以存储二级指针变量的地址int*** p3 = &p2;printf("p3=%p\n", p3);printf("&p3=%p\n", &p3);printf("---------------------\n");// 通过一级指针访问100，打印出来printf("*p1=%d\n", *p1);// 通过二级指针访问100，打印出来printf("**p2=%d\n", **p2);// 通过三级指针访问100，打印出来printf("***p3=%d\n", ***p3);return 0;
}

函数参数传值

●传值是指将参数的值拷贝一份传递给函数，函数内部对该参数的修改不会影响到原来的变量

示例代码：

// 函数参数传值，函数内部交换2个变量的值，验证函数外部的变量有没有改变
#include <stdio.h>// 函数定义
void func(int m, int n) {// 函数内部交换2个变量的值int temp = m;m = n;n = temp;printf("函数内部 m = %d, n = %d\n", m, n);
}int main() {int a = 10;int b = 20;// 调用函数，值传递func(a, b);printf("函数外部 a = %d, b = %d\n", a, b);return 0;
}

运行结果:

函数内部 m = 20, n = 10
函数外部 a = 10, b = 20

函数参数传址

传址是指将参数的地址传递给函数，函数内部可以通过该地址来访问原变量，并对其进行修改。

示例代码：

// 函数参数传地址，函数内部交换2个指针指向内存的值，验证函数外部的变量有没有改变
#include <stdio.h>// 函数定义
void func(int *m, int *n) {// 函数内部交换2个指针指向内存的值int temp = *m;*m = *n;*n = temp;printf("函数内部 *m = %d, *n = %d\n", *m, *n);
}int main() {int a = 10;int b = 20;// 调用函数，地址传递func(&a, &b);printf("函数外部 a = %d, b = %d\n", a, b);return 0;
}

运行结果：

函数内部 *m = 20, *n = 10
函数外部 a = 20, b = 10

函数参数传址

传址是指将参数的地址传递给函数，函数内部可以通过该地址来访问原变量，并对其进行修改。

// 函数参数传地址，函数内部交换2个指针指向内存的值，验证函数外部的变量有没有改变
#include <stdio.h>// 函数定义
void func(int *m, int *n) {// 函数内部交换2个指针指向内存的值int temp = *m;*m = *n;*n = temp;printf("函数内部 *m = %d, *n = %d\n", *m, *n);
}int main() {int a = 10;int b = 20;// 调用函数，地址传递func(&a, &b);printf("函数外部 a = %d, b = %d\n", a, b);return 0;
}

运行结果：

函数内部 *m = 20, *n = 10
函数外部 a = 20, b = 10

函数指针

函数名

一个函数在编译时被分配一个入口地址，这个地址就称为函数的指针，函数名代表函数的入口地址

#include <stdio.h>void func(int a) {printf("func a = %d\n", a);
}int main() {// 函数名字，就是代表函数的入口地址，函数地址printf("%p, %p, %p\n", func, &func, *func);// 3种调用方法都可以func(1); // 最简便，最常用(&func)(2);(*func)(3);return 0;
}

函数指针

函数指针：它是指针，指向函数的指针
语法格式：

返回值 (*函数指针变量)(形参列表);

函数指针变量的定义，其中返回值、形参列表需要和指向的函数匹配

#include <stdio.h>void func(int a) {printf("a = %d\n", a);
}int main() {// 函数指针变量的定义，同时初始化void (*p1)(int a) = func;// 通过函数指针变量调用函数p1(10);// 先定义函数指针变量，后面再赋值void (*p2)(int);p2 = func;// 通过函数指针变量调用函数p2(20);return 0;
}

回调函数

函数指针变量做函数参数，这个函数指针变量指向的函数就是回调函数
回调函数可以增加函数的通用性

在不改变原函数的前提下，增加新功能

#include <stdio.h>// 定义函数，函数指针做形参
int calc(int a, int b, int (*p)(int, int)){// 通过函数指针变量调用函数，获取返回值int res = p(a, b);return res;
}// 定义加法函数
int add(int x, int y) {return x + y;
}// 定义减法函数
int sub(int x, int y) {return x - y;
}int main() {int result;// 回调加法函数result = calc(1, 2, add);printf("result = %d\n", result);// 回调减法函数result = calc(10, 5, sub);printf("result = %d\n", result);return 0;
}