指向 char 算术的 C++ 指针

Posted 2023-02-18

【中文标题】指向 char 算术的 C++ 指针

【英文标题】：C++ pointer to char arithmetic

【发布时间】：2013-06-03 05:29:47

【问题描述】：

如果我给一个指针加1，实际加的值是指针指向的类型的大小吗？例如：

int* num[5];
cout << *num << ", " << *(num + 2) << endl; 

这将打印存储在 num[1] 和 num[2] 的值， 所以 num + 2 实际上是 num + 2*sizeof(int) 如果我没记错的话。

现在，如果我将一个指向 char 的指针数组初始化为字符串字面量，就像这样：

char* ch[5] = 

     "Hi",
     "There",
     "I,m a string literal"
;

这是可以做到的，因为像“hi”这样的字符串文字表示它的第一个字符的地址，在本例中是“h”。现在我的问题是我怎样才能写出类似的东西：

cout << *(ch + 2);

并得到“I,m a string literal”作为输出？ 由于指针指向 char，实际上不应该向指针添加 2 (ch + 2*sizeof(char)) 吗？给我输出“那里”？

和cout有关系吗？ cout 是否搜索指向值的内存以查看它是否找到 '\0' 将指向值的内容识别为字符串，然后修改指针算术？但是，将 1 添加到指向字符串的 char 的指针将意味着每次添加不同数量的字节（而不是 char 的大小），因为字符串可以是任意大小。还是我完全错了？对不起，我是 C++ 新手，并且是普通编程。

【问题讨论】：

num + 2 实际上是“num + sizeof(int)*2”，或者更准确地说是 (int*) ((char*)num + sizeof(int)*2)

【参考方案1】：

和cout有关系吗？

没有：

const char* cstrings[5] = 

    "Hi",
    "There",
    "I,m a string literal"
;

const char** x = cstrings + 2;
cout << *x << endl;

。 .

但可能令人困惑的是，当给定一个指向 cstring 的指针时，

int x = 10;
int* pint = &x;

const char* pstr = "hello";

cout << pint << endl << pstr << endl;

--output:--
0x7fff5fbff85c  //hexidecimal string representation of an integer
hello

由于指针指向char，

1) 文字字符串作为指针存储在您的数组中。所以数组的类型是指针。

2) 指针是内存中的地址，只是整数。

3) 所以你的指针数组实际上是一个整数数组。

【讨论】：

数组是一个或多个特定类型对象的连续块。

好的，数组名是什么？

数组名是用于在源代码中标识数组的字符序列。您要说的是数组可以隐式转换为指针。不要再说它们是指针，因为它们不是。你让初学者感到困惑。

@Lucas Mezalira，请注意

【参考方案2】：

“如果我给一个指针加1，实际加的值就是指针指向右边的类型的大小？”

在 C++ 标准中不能保证指针是指针指向的某个内存的字节数。如果将整数 n 添加到指针，则结果是指向该数组中下一个元素 nth 的指针：

int iarr[10];
int* pi = iarr;  // pi points to iarr[0]
int* pi2 = pi+2; // pi2 points to iarr[2]

当你看的时候你会得到什么，例如。 int repr = (int)pi; 未由 C++ 标准定义。

在最流行的平台/实现上会发生什么

(int)pi2 == ((int)pi) + 2*sizeof(int)

当你有指针数组时，会发生完全相同的事情：

int* piarr[10];
int** ppi = piarr;     // ppi points to iarr[0]
int** ppi2 = piarr+2;  // ppi2 points to iarr[2]

注意 piarr 的类型是 10 的数组 指向 int 的指针，因此该数组的元素类型为 指向 int 的指针。因此，指向该数组元素的指针的类型为 pointer to pointer to int。

---

char* ch[5] 是一个 由 5 个指向 char 的指针组成的数组。

"Hello" 等是（窄）字符串文字。 （窄）字符串字面量是一个由 n const char 组成的 数组，其中 n 是字符串的长度加 1（用于终止 \0 字符）。数组可以隐式转换为指向数组第一个元素的指针，这就是这里发生的情况：

char* ch[5] = 

     "Hi",
     "There",
     "I,m a string literal"
;

数组ch 包含三个指向字符的指针。由于这些是通过将数组转换为指针获得的，它们中的每一个都指向 char 数组的第一个元素：指针ch[0]（数组ch的第一个元素）指向数组“Hi”的第一个元素，ch[1] 指向“There”的第一个元素，依此类推。

请注意，还涉及从const char 到char 的转换，这种转换已被弃用，应该避免。更好的形式是：

char const* ch[5] = 

     "Hi",
     "There",
     "I,m a string literal"
;

---

表达式*(ch + 2)解释如下：

ch 命名该数组（见上文） ch + 2 将 ch 从 3 个指向 char 的指针的数组 隐式转换为 指向 char 的指针，一个指向数组 ch 的第一个元素的指针。因此，这个表达式的类型是指向char的指针。 ch + 2 使上一步的指针现在指向第二个下一个元素；它指向ch 的第一个元素，所以它现在指向数组ch 的第三个元素。 *(ch + 2) 最后，* 取消引用指针并“获取”指向的对象。 ch + 2 创建的指针指向数组ch 的第三个元素，因此，该表达式解析为数组ch 的第三个元素。现在表达式的类型是指向字符的指针。

表达式的结果被传递给std::cout::operator<<。由于表达式的类型是指向字符的指针，cout 将打印该字符串：数组ch 的第三个元素。

【参考方案3】：

在 C 中，字符由数据类型 char 表示。它可以容纳任何 ASCII 字符，范围从 0 到 255。而且它使用单个字节的大小。

然而，字符串由char* 表示，从技术上讲，它是一个字符数组。有区别。 char 与 char* 不同。前者存储单个字符，后者存储对应字符串偏移量的内存方向。

现在，在您的示例中，ch 不是char*，而是char**。也就是说，它是 一个字符数组的数组，或者更好的说法是一个字符串数组。如果我们取消引用ch 一次，如*ch，我们将得到第一个字符串：Hi。如果我们取消引用它两次，如**ch，我们将得到第一个字符串的第一个字符：H。所以，我们可以开始使用指针算法了！

cout << *(ch + 2) 将输出I,m a string literal

cout << **(ch + 1) 将输出T（第二个字符串的第一个字符）

cout << *(*ch + 1) 将输出i（第一个字符串的第二个字符）

继续使用这些示例，以更好地了解字符和字符串的输出方式！都是关于指针算术的！

【参考方案4】：

该数组不是存储chars，而是存储char *s。因此说ch + 2 将等同于ch + 2*sizeof(char *)。然后你取消引用它，它指向"I'm a string literal"。

您最初的示例显示了混乱：

int* num[5];
cout << *num << ", " << *(num + 2) << endl; 

这是一个指向 int 的指针数组。因此，*(num + 2) 将是 *(num + 2*sizeof(int *))，不是 2*sizeof(int)。让我们用一个小程序来演示一下：

#include <iostream>

int main()

    int *num[3];
    int x, y, z;
    x = 1;
    y = 2;
    z = 3;

    num[0] = &x;
    num[1] = &y;
    num[2] = &z;

    std::cout << *(num + 2) << "\n";

这将打印出一个内存地址（如0x22ff28），因为它保存的是指针，而不是值。

在 C 和 C++ 中，数组和指针非常相似（许多书籍声称它们完全一样。这并不完全正确，但在很多情况下确实如此）。

您的第一个示例应该是int num[5]。那么*(num + 2)（相当于num[2]）将相当于*(num + 2*sizeof(int)。希望这能在一定程度上消除您的困惑。

【讨论】：

我忘记将 sizeof(char) 乘以 2，谢谢。但是，你为什么写 2*sizeof(char *) 而不是 2*sizeof(char) ？向指针添加 1 是否意味着将指向值的大小（在本例中为 sizeof(char) ）添加到指针？然后 sizeof(ch + 1) 将指向“i”。和 sizeof(ch + 2) 会指向'T'对吗？

是的，但在这种情况下，“指向”的值是char *。让我编辑我的帖子，我刚刚意识到您对最初的示例感到困惑。