C++ 指针及示例
Benjamin Walker 什么是指针？
在 C++ 中，指针是指一个保存了另一个变量地址的变量。与常规变量一样，指针也有数据类型。例如，一个整数类型的指针可以保存一个整数类型变量的地址。一个字符类型的指针可以保存一个字符类型变量的地址。
你应该将指针视为内存地址的符号表示。通过指针，程序可以模拟引用传递。它们还可以创建和操作动态数据结构。在 C++ 中，指针变量引用一个变量，该变量指向由另一个变量指向的内存中的特定地址。
C++ 中的地址
要理解 C++ 指针，您必须了解计算机如何存储数据。
当您在 C++ 程序中创建变量时，它会被分配一些计算机内存空间。此变量的值存储在分配的位置。
为了知道数据存储在计算机内存中的位置，C++ 提供了 **&**（引用）运算符。该运算符返回变量占用的地址。
例如，如果 x 是一个变量，&x 返回该变量的地址。
指针声明语法
C++ 的声明采用以下语法
datatype *variable_name;
- 数据类型是指针的基类型，它必须是有效的 C++ 数据类型。
- 变量名应该是指针变量的名称。
- 上面用于指针声明的星号与用于执行乘法运算的星号类似。正是星号将变量标记为指针。
以下是一个有效的 C++ 指针声明示例
int *x; // a pointer to integer double *x; // a pointer to double float *x; // a pointer to float char *ch // a pointer to a character
引用运算符（&）和解引用运算符（*）
引用运算符（&）返回变量的地址。
解引用运算符（*）帮助我们获取存储在内存地址中的值。
例如
如果我们有一个名为 num 的变量，存储在地址 0x234 并存储值 28。
引用运算符（&）将返回 0x234。
解引用运算符（*）将返回 5。
示例 1
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int x = 27;
int *ip;
ip = &x;
cout << "Value of x is : ";
cout << x << endl;
cout << "Value of ip is : ";
cout << ip<< endl;
cout << "Value of *ip is : ";
cout << *ip << endl;
return 0;
}
输出
工作原理
这是代码的屏幕截图：
代码解释
- 导入 iostream 头文件。这将允许我们使用头文件中定义的函数而不会出现错误。
- 包含 std 命名空间，以便在不调用它的情况下使用它的类。
- 调用 main() 函数。程序逻辑应添加在此函数的主体内。{ 标记函数主体的开始。
- 声明一个整数变量 x 并为其赋值 27。
- 声明一个指针变量 *ip。
- 将变量 x 的地址存储在指针变量中。
- 在控制台打印一些文本。
- 将变量 x 的值打印到屏幕上。
- 在控制台打印一些文本。
- 打印变量 x 的地址。地址的值存储在变量 ip 中。
- 在控制台打印一些文本。
- 打印指针地址处存储的值。
- 程序应在成功执行后返回值。
- main() 函数体结束。
指针和数组
数组和指针基于相关概念工作。在处理具有指针的数组时，有几个不同的地方需要注意。数组名本身表示数组的基地址。这意味着要将数组的地址赋给指针，您不应使用 ampersand (&)。
例如
p = arr;
上面是正确的，因为 arr 表示数组的地址。这是另一个例子
p = &arr;
上面是错误的。
我们可以隐式地将数组转换为指针。例如
int arr [20]; int * ip;
以下是一个有效操作
ip = arr;
在上述声明之后，ip 和 arr 将等效，并且它们将共享属性。但是，可以为 ip 分配不同的地址，但我们不能为 arr 分配任何内容。
示例 2
此示例显示了如何使用指针遍历数组
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int *ip;
int arr[] = { 10, 34, 13, 76, 5, 46 };
ip = arr;
for (int x = 0; x < 6; x++) {
cout << *ip << endl;
ip++;
}
return 0;
}
输出
这是代码的屏幕截图：
代码解释
- 声明一个整数指针变量 ip。
- 声明一个名为 arr 的数组并向其中存储 6 个整数。
- 将 arr 赋给 ip。ip 和 arr 将等效。
- 创建一个 for 循环。创建循环变量 x 以便在索引 0 到 5 的数组元素之间进行迭代。
- 打印指针 IP 地址处存储的值。每次迭代将返回一个值，总共进行 6 次重复。endl 是一个 C++ 关键字，表示行尾。此操作允许您在打印每个值后将光标移到下一行。每个值将单独打印在一行上。
- 在每次迭代后将指针移到下一个 int 位置。
- for 循环结束。
- 程序必须在成功执行后返回一些内容。
- main() 函数主体的结尾。
NULL 指针
如果没有要分配的精确地址，则指针变量可以分配 NULL。它应该在声明期间完成。这样的指针称为空指针。它的值是零，并且在 iostream 等许多标准库中定义。
示例 3
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int *ip = NULL;
cout << "Value of ip is: " << ip;
return 0;
}
输出
这是代码的屏幕截图：
代码解释
- 声明一个指针变量 ip 并为其赋值 NULL。
- 在控制台上打印指针变量 ip 的值以及一些文本。
- 程序在成功完成后应返回值。
- main() 函数体结束。
变量的指针
使用 C++，您可以直接从计算机内存中操作数据。
内存空间可以按需分配或重新分配。这由指针变量实现。
指针变量指向计算机内存中由另一个变量指向的特定地址。
可以这样声明：
int *p;
或者，
int* p;
在示例中，我们声明了指针变量 p。
它将保存一个内存地址。
星号是解引用运算符，表示指向。
指针 p 指向内存地址中的一个整数值。
示例4
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int *p, x = 30;
p = &x;
cout << "Value of x is: " << *p;
return 0;
}
输出
这是代码的屏幕截图：
代码解释
- 声明指针变量 p 和一个值为 30 的变量 x。
- 将变量 x 的地址赋给 p。
- 在控制台上打印指针变量 p 的值以及一些文本。
- 程序在成功完成后应返回值。
- main() 函数体结束。
指针的应用
C++ 中的函数只能返回一个值。此外，函数中声明的所有变量都分配在函数调用堆栈上。函数返回后，所有堆栈变量都会被销毁。
传递给函数的参数是通过值传递的，对变量进行的任何修改都不会改变传递的实际变量的值。下面的示例有助于说明这一点：
示例 5
#include <iostream>
using namespace std;
void test(int*, int*);
int main() {
int a = 5, b = 5;
cout << "Before changing:" << endl;
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
test(&a, &b);
cout << "\nAfter changing" << endl;
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
return 0;
}
void test(int* n1, int* n2) {
*n1 = 10;
*n2 = 11;
}
输出
这是代码的屏幕截图：
代码解释
- 创建一个名为 test 的函数的原型，该函数将接受两个整数参数。
- 调用 main() 函数。我们将在其主体内添加程序逻辑。
- 声明两个整数变量 a 和 b，每个变量的值都为 5。
- 在控制台上打印一些文本。endl（行尾）会将光标移到下一行开始打印。
- 在控制台上打印变量 a 的值以及其他文本。endl（行尾）会将光标移到下一行开始打印。
- 在控制台上打印变量 b 的值以及其他文本。endl（行尾）会将光标移到下一行开始打印。
- 创建一个名为 test() 的函数，该函数以变量 a 和 b 的地址作为参数。
- 在控制台上打印一些文本。 \n 会在打印文本之前创建一个新的空白行。endl（行尾）会在打印文本后将光标移到下一行开始打印。
- 在控制台上打印变量 a 的值以及其他文本。endl（行尾）会将光标移到下一行开始打印。
- 在控制台上打印变量 b 的值以及其他文本。endl（行尾）会将光标移到下一行开始打印。
- 程序在成功完成后应返回值。
- main() 函数体结束。
- 定义 test() 函数。该函数应接受两个整数指针变量 *n1 和 *n2。
- 将指针变量 *n1 赋值为 10。
- 将指针变量 *n2 赋值为 11。
- test() 函数的主体结束。
即使在 test 函数内为变量 a 和 b 分配了新值，一旦函数调用完成，这些更改也不会反映在外部函数 main 中。
使用指针作为函数参数有助于将变量的实际地址传递到函数中，并且对变量执行的所有更改都将反映在外部函数中。
在上述情况下，函数 'test' 拥有变量 'a' 和 'b' 的地址。这两个变量可以从函数 'test' 直接访问，因此对这些变量所做的任何更改都会反映在调用函数 'main' 中。
使用指针的优点
这里是使用指针的优点/好处
- 指针是存储 C++ 中其他变量地址的变量。
- 函数可以使用指针修改和返回多个变量。
- 可以使用指针动态地分配和释放内存。
- 指针有助于简化程序复杂性。
- 使用指针可以提高程序的执行速度。
摘要
- 指针引用一个保存另一个变量地址的变量。
- 每个指针都有一个有效的数据类型。
- 指针是内存地址的符号表示。
- 指针允许程序模拟引用传递并创建和操作动态数据结构。
- 数组和指针使用相关概念。
- 数组名表示数组的基址。
- 如果要将数组的地址赋给指针，请不要使用 ampersand (&)。
- 如果指针变量没有要分配的特定地址，则将其赋为 NULL。
