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C++中的指针入门及剖析

2013-04-14 06:40 工业·编程 ⁄ 共 4024字 ⁄ 字号 暂无评论

    如果在程序中定义一个变量,在编译时就给这个变量分配内存单位。系统根据程序中定义的变量类型,分配一定长度的空间。例如,C++编译系统一般为整形变量分配4个字节,为单精度浮点型变量分配4个字节,为字符型变量分配1个字节。内存区的每一个字节有一个编号,这就是“地址”,它相当于旅馆中的房间号。在地址所标识的内存但愿中存放数据,这相当于旅馆中各个房间中居住旅客一样。

区别:内存单元的地址与内存单元的内容

      假设程序已定义了3哥整型变量,I,j,k,编译时系统分配2000,2001,2002,2003这4个字节给变量I,分配2004,2005,2006,2007字节给j,分配2008,2009.,2010,2011字节给k。在程序中一般是通过变量名来对内存单位进行存取操作的。程序经过编译以后已经将变量名转换为变量的地址,对变量值的存取都是通过地址进行的。例如,语句“cout<<I”;的执行是这样的:根据变量名与地址的对应关系(这个对应关系是在编译时确定的),找到变量i的地址2000,然后从由2000开始的4个字节中取出数据(即变量的值3),把它输出。输入时如果用”cin>>I;”,在执行时,就把从键盘输入的值送到地址为2000开始的整型存储但愿中。如果有语句:”k=i+j;”,则从2000字节开始的整型变量存储但愿中取出i的值(3),从2004字节开始的变量存储但愿中取出j的值(6),将它们相加后再将其和(9)送到k所占用的2008字节开始的整型存储单元中。这种按变量地址存取变量值的方式称为直接存取方式,或直接访问方式。

还可以采用另一种成为简介存取(间接访问)的方式,将变量i的地址存放在另一个变量中。可以在程序中定义这样一种特殊的变量,它是专门用来存放地址的。假设定义了一个变量i_pointer,用来存放一个整型变量的地址。编译系统给这个变量分配4个字节(假定为3010-3013字节)。可以通过下面语句将i的起始地址(2000)存放到i_pointer中。

I_pointer=&I;

&是取地址运算符,&i是变量i的地址。执行此语句后,i_pointer的值就是2000(即变量i所占用但愿的起始地址)。若要取变量i的值,除了可以用直接方式外,还可以采用间接方式:先找到存放“I”的地址的变量i_pointer,从中取出i的地址(即2000),然后到2000开始的4个字节中取出i的值(3)。

指针定义:一个变量的地址称为该变量的指针。

指针变量:一个变量专门用来存放另一个变量地址(即指针)的,则它称为指针变量。

区别:指针与指针变量

指针变量的值(即指针变量中存放的值)是地址(即指针)。例如:变量i的指针是2000,而不能说i的指针变量是2000.

 

变量与指针

变量的指针就是变量的地址。用来存放变量地址的变量是指针变量。指针变量是一种特殊的变量,它和以前学过的其它类型的变量不同之处:用它来指向另一个变量。为了表示指针变量和它所指向的变量之间的联系,在C++中用”*”符号表示指向,例如,i_pointer是一个指针变量,而*i_pointer表示i_pointer所指向的变量。*i_pointer也代表一个变量,它就是i_pointer所指向的变量i。

如下两个语句作用相同:

    i=3;

    *i_pointer=3;

第二个语句的含义是将3赋给指针变量i_pointer所指向的变量i。

定义一个指针变量:

C++规定所有变量在使用前必须先定义,即指定其类型。在编译时按变量类型分配存储空间。对指针变量必须将它定义为指针类型。

int i,j;        //定义整型变量ij

int *pointer_1,*pointer_2; //定义指针变量*pointer_1,*pointer_2

第二行开头的int是指:所定义的指针变量是指向整型数据的指针变量,或者说,*pointer_1,*pointer_2中只能存放整型数据(如整形变量或整型数组元素)的地址,而不能存放浮点型或其他类型数据的地址。这个int就是指针变量的基类型。指针变量的基类型用来指定该指针变量可以指向的变量类型。

定义指针变量的一般形式:

    基类型 *指针变量名;

将一个指针变量指向另一个变量:

pointer_1=&i;  //将变量i的地址存放到指针变量pointer_1中

pointer_2=&j;    //将变量j的地址存放到指针变量Pointer_2中

这样,pointer_1就指向了变量i,pointer_2就指向了变量j。

一般的C++编译系统为每一个指针变量分配4个字节的存储但愿,用来存放变量的地址。

在定义指针变量时要注意:

1、                 不能用一个整数给一个指针变量赋初值。例如: int *pointer_1=2000; 是错误的,写此语句者的愿意可能是将地址2000作为指针变量pointer_1的初值,但编译系统并不把2000认为是地址(字节编号),而认为是整数,因此认为是语法错误,显示出错信息,可以将一个已定义的变量的地址作为指针变量的初值。

int i;  //定义整型变量

int *pointer_1=&i; //将变量i的地址作为指针变量pointer_1的初值

2、                 在定义指针变量时必须指定基类型。原因:不同类型数据在计算机系统中的存储方式和所占的字节数不同。

对指针变量的定义“int pointer_1,pointer_2;”,也可以这样理解:

pointer_1和pointer_2是整型变量,如同int a,b;定义了a和b是整型变量一样。而*pointer_1和*pointer_2是pointer_1和pointer_2所指向的变量,显然pointer_1和pointer_2是指针变量。注意:只有整型变量的地址才能被放到基类为整型的指针变量中。

 

   通常为了方便,一般都这样简单地叙述:pointer_1,pointer_2是指针变量。其实,完整地说应该是:pinter_1和pointer_2是指向整型数据的指针变量。

 

引用指针类型

运算符号:&取地址运算符

          *指针运算符(或称简介访问运算符)

例如:&a是变量a的地址,*p是指针变量p所指向的存储单元。

实例:通过指针变量访问整型变量。

   /*

 *pointer_1.cpp

 *

 * Created on: 2012-4-4

 *     Author: David

 */

#include<iostream>

usingnamespace std;

 

int main()

{

  int a,b;  //定义整型变量a,b

  int *pinter_1,*pointer_2;  //定义指针变量*pinter_1,*pointer_2

  a=100;b=10;    // a,b赋值

  pointer_1=&a;  //把变量a的地址赋给pointer_1

  pointer_2=&b;  //把变量b的地址赋给pointer_2

  cout<<a<<""<<b<<endl;   //输出ab的值

  cout<<*pinter_1<<""<<*pointer_2<<endl;  //输出*pointer_1*pointer_2的值

  return 0;

}

对程序的说明:

1、  在程序中虽然定义了两个指针变量pointer_1pointer_2,但它们并非指向任何一个整型变量,而只是提供两个基类型为整型的指针变量。它们可以指向整型变量,至于指向哪个整型变量,要在程序语句中指定。

2、  pointer_1和pointer_2就是变量a和b,最后两个cout语句的作用是相同的。

3、  pointer_1=&a和pointer_2=&b是将a和b的地址分别赋给pointer_1和pointer_2。注意不应写成:*pointer_1=&a;和*pointer_2=&b;因为a的地址是赋给指针变量pointer_1而不是赋给*pointer_1(变量a)。

关于对”*”和”&”运算符的说明:

如果已执行了”pointer_1=&a;”语句,那&*pointer_1的含义是什么?”&”和”*”两个运算符的优先级别相同,但按自右向左方向结合,因此先进行*pointer_1的运算,它就是变量a再执行&运算。因此&*pointer_1与&a相同,即变量a的地址。
     如果有pointer_2=&*pointer_1;

它的作用是将&a(a的地址)赋给pointer_2,如果pointer_2原来指向b,经过重新赋值后它不再指向b,但也不指向a了。

 &a是什么意思?先进行&a的运算,得a的地址,再进行*运算,即&a所指向的变量,*&a和*pointer_1的作用是一样的,它们等价于变量a。即*&a与a等价。

实例:大小排序问题

输入a,b两个整数,按先大后小的顺序输出a和b(用指针变量处理)

解题思路:设两个指针变量p1和p2,使它们分别指向a和b,使p1指向a和b中的大者,p2指向小者,顺序输出*p1,*p2就实现了先大后小的顺序输出a和b。按此思路编写程序如下:

/*

 *pointer_2.cpp

 *

 * Created on: 2012-4-4

 *     Author: David

 */

 

#include<iostream>

usingnamespace std;

 

int main()

{

  int *p1,*p2,*p,a,b;

  cin>>a>>b;

  p1=&a;

  p2=&b;

  if(a<b)

  {

    p=p1;

    p1=p2;

    p2=p;

  }

  cout<<"a="<<a<<"b="<<b<<endl;

  cout<<"max="<<*p1<<"min="<<*p2<<endl;

  return 0;

}

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