[C++]指针

Posted 2022-12-22 szdytom

1. 指针的用处

链表

2. 指针的定义

2.1. 基本概念

指针就是指向一个变量或者指针的变量，它里面存储的值是一个内存空间的地址。

当然，一个指针也可以指向指针。

2.2. 代码实现

int i = 3;
int *p = &i;
int **q = &p;
cout<<p<<" "<<*p<<endl;
cout<<q<<" "<<*q<<" "<<**q;

本程序的输出结果可能是:

0x22fec8 3
0x22fec4 0x22fec8 3

Hint:
0x22fec8就是变量i的地址
0x22fec4就是指针*p的地址

大家可以举一反三，还可以定义很多其他类型的指针（比如char,double,long long······）,都是同一个原理。

3. 指针进阶之交换两个数的值

3.1. 代码1

void change(int x,int y)
    int t=x;
    x=y;
    y=t;


//main
int a=1,b=2;
change(a,b);
cout<<a<<b;

输出

1 2

为什么a和b没有交换呢,这是因为当我们把a和b传到函数change的时候,参数x和y相当于只是把参数复制了一遍,并没有改变a和b的值。
所以这里我们就需要用到指针。我们可以把参数x和y改成a和b的指针。这样的话，当我们在函数change里面改变x和y的值后，相当于我们就已经把a和b的值改变了。
代码如下:

3.2. 代码2

void change(int *x,int *y)
    int t;
    t=*x;
    *x=*y;
    *y=t;


//main
int a=1,b=2;
change(&a,&b);
cout<<a<<b;

这样我们就可以将a和b的值交换了。

3.3. 代码3（difficult）

void change(int *x, int *y)
    int *t;
    t=x;
    x=y;
    y=t;


//main
int a=1,b=2;
change(&a,&b);
cout<<a<<b;

这一段代码也是做不到交换的，但是呢，有些人可能会问，这个也用了指针啦，上面那个代码怎么就可以这个代码就不行呢？其实他的主要原因就是由于我们知道函数的参数传进来的时候，编译器会把它的参数复制一份，我们这里呢，复制的是这个指针，但是交换的也是指针，所以还是只在函数内有效。
也就是说还是只交换了形参没有交换实参。

还没有听明白吗？看图。

最开始：

执行代码2

执行代码3

通过以上的图，我们就能很直观地了解到代码三是如何错的了。

3.4. 拓展代码4

不知道大家刚才有没有注意到,我们在将a和b传递到函数change的时候，在前面加了一个&符号，这个符号的作用是取出变量的地址，所以它叫取址符。

void change(int &x, int &y)
    int t=x;
    x=y;
    y=t;


//main
int a=1,b=2;
change(a,b);
cout<<a<<b;

但是在上面代码中，参数x和y变量前面的符号也是&，可是它的作用就不是取址了。这个符号叫引用符，引用符相当于给变量取了个“别名”，实际上他们两个是同一个变量。所以我们在改变参数x和y的时候，变量a和b也会相应的改变。

4. 数组中的指针

指针不仅可以应用在变量中，它还可以应用在数组中，请看如下代码。

4.1. 用指针访问数组

int a[5] = 1, 2, 3, 4, 5;
int *p;
for(p = a; p < a + 5; p++)
    cout<<*p<<" ";

输出

1 2 3 4 5 

在这个代码中，我们首先定义了指针*p，用来指向数组a的第一个元素a[0],随后我们每次输出指针*p，然后将p++（注意这里的p++是将p原来指向的地址向前挪动一个sizeof(int)，而一个sizeof(int)的刚好是4个字节，是一个int所占用的内存空间。所以在我们当p++之后，p的指针恰好就跳到了数组的下一位）。最后我们要判断，让p不要超过数组a所占的内存空间。

4.2. 数组与指针的关系

数组其实就是一种特殊的指针，所以说访问数组也可以这么写：

a[3] = 5;

等价于：

*(a+3)=5;

数组由于是在内存中连续存储的，所以，而数组这个a本身他其实也就是一个指针，当我们访问a[3]时。其实就是在访问诶这个指针后移三位的位置。那么它其实也就等价于a+3在访问里面的内容啦。
综上所述，访问数组也可以这么写：

3[a] = 5;

5. 结构体中的指针

5.1. 定义

结构体指针就是指向结构体的指针：

struct node 
    int a;
    double b;
    long long c;
;

//main
node x;
node *p=&x;

这时候p就是一个结构体指针，其类型是node

5.2. 使用

怎么读取/写入结构体指针?

5.2.1. 读取

用->运算符

//read
int a = p->a;
double b = p->b
printf("%lld\n", p->c);

或，如果你愿意写的复杂一点，可以：

//read2
int a = (*p).a;
double b = (*p).b;
printf("%lld\n", (*p).c);

5.2.2. 写入

也差不多。

p->a = 123;
p->b = 1.023;
scanf("%lld", &(p->a));

复杂的方法就不说了，大家可以举一反三。

6. 申请/释放内存

指针申明后是没有内存空间的，必须申请后才有：
头文件：

#include <cstdlib>

6.1. 申请

函数原型：

void* malloc( std::size_t size );

函数的参数就是要申请多少个字节(BYTE)的空间。
用法：

int *p = (int*)malloc(sizeof(int)); 

结构体也可以这么用：

node *q = (node*)malloc(sizeof(node));

6.2. 释放

函数原型：

void free( void* ptr );

函数的参数就是你刚才申请的指针。
用法：

free(p);
free(q);