C++有關指針的數據類型和指針運算的小結
前面已用過一些指針運算(如p++,p+i等),現在把全部的指針運算列出如下。
1) 指針變量加/減 一個整數
例如:p++,p--,p+i,p-i,p+-i,p-=i等。
C++規定,一個指針變量加/減一個整數是將該指針變量的原值(是一個地址)和它指向的變量所占用的內存單元字節數相加或相減。如p+i代表這樣的地址計算:p+i*d,d為p所指向的變量單元所占用的字節數。這樣才能保證p+i指向p下面的第i個元素。
2) 指針變量賦值
將一個變量地址賦給一個指針變量。如:
p=&a; //將變量a的地址賦給p p=array; //將數組array首元素的地址賦給p p=&array[i]; //將數組array第i個元素的地址賦給p p=max; //max為已定義的函數,將max的入口地址賦給p p1=p2; //p1和p2都是同類型的指針變量,將p2的值賦給p1
3) 指針變量可以有空值,即該指針變量不指向任何變量,可以這樣表示:
p=NULL;
實際上NULL代表整數0,也就是使p指向地址為0的單元。這樣可以使指針不指向任何有效的單元。實際上系統已先定義了NULL:
#define NULL 0
在iostream頭文件中就包括了以上的NULL定義,NULL是一個符號常量。應注意,p的值等于NULL和p未被賦值是兩個不同的概念。
任何指針變量或地址都可以與NULL作相等或不相等的比較,如:
if(p==NULL) p=p1;
4) 兩個指針變量可以相減
如果兩個指針變量指向同一個數組的元素,則兩個指針變量值之差是兩個指針之間的元素個數,見圖6.25。
假如p1指向a[1],p2指向a[4],則p2-p1=(a+4)-(a+1)=4-1=3,但p1+p2并無實際意義。
5) 兩個指針變量比較
若兩個指針指向同一個數組的元素,則可以進行比較。指向前面的元素的指針變量小于指向后面元素的指針變量。如圖6.25中,p1<p2,或者說,表達式“p1<p2”的值為真,而“p2<p1”的值為假。注意,如果p1和p2不指向同一數組則比較無意義。
6) 對指針變量的賦值應注意類型問題
在本章前幾節中介紹了指針的基本概念和初步應用。應該說明,指針是C和C++中重要的概念,是C和C++的一個特色。使用指針的優點是:
提高程序效率;
在調用函數時,如果改變被調用函數中某些變量的值,這些值能為主調函數使用,即可以通過函數的調用,得到多個可改變的值;
可以實現動態存儲分配。
但是同時應該看到,指針使用實在太靈活,對熟練的程序人員來說,可以利用它編寫出頗有特色的、質量優良的程序,實現許多用其他高級語言難以實現的功能,但也十分容易出錯,而且這種錯誤往往難以發現。
C++指針數組和指向指針的指針
指針數組的概念
如果一個數組,其元素均為指針類型數據,該數組稱為指針數組,也就是說,指針數組中的每一個元素相當于一個指針變量,它的值都是地址。一維指針數組的定義形式為:
類型名 *數組名[數組長度];
例如:
int *p[4];
可以用指針數組中各個元素分別指向若干個字符串,使字符串處理更加方便靈活。
【例】若干字符串按字母順序(由小到大)輸出。
#include <iostream>using namespace std;int main( ){ void sort(char *name[],int n); //聲明函數 void print(char *name[],int n); //聲明函數 char *name[]={"BASIC","FORTRAN","C++","Pascal","COBOL"}; //定義指針數組 int n=5; sort(name,n); print(name,n); return 0;}void sort(char *name[],int n){ char *temp; int i,j,k; for(i=0;i<n-1;i++) { k=i; for(j=i+1;j<n;j++) if(strcmp(name[k],name[j])>0) k=j; if(k!=i) { temp=name[i];name[i]=name[k];name[k]=temp; } }}void print(char *name[],int n){ int i; for(i=0;i<n;i++) cout<<name[i]<<endl;}
運行結果為:
BASICCOBOLC++FORTRANPascal
print函數的作用是輸出各字符串。name[0]~name[4]分別是各字符串的首地址。print函數也可改寫為以下形式:
void print(char *name[],int n){ int i=0 char *p; p=name[0]; while(i<n) { p=*(name+i++); cout<<p<<endl; }}
其中“*(name+i++)”表示先求*(name+i)的值,即name[i](它是一個地址)。將它賦給p,然后i加1。最后輸出以p地址開始的字符串。
指向指針的指針
在掌握了指針數組的概念的基礎上,下面介紹指向指針數據的指針,簡稱為指向指針的指針。從圖6.22可以看到,name是一個指針數組,它的每一個元素是一個指針型數據(其值為地址),分別指向不同的字符串。數組名name代表該指針數組首元素的地址。name+i是name[i]的地址。由于name[i]的值是地址(即指針),因此name+i就是指向指針型數據的指針。還可以設置一個指針變量p,它指向指針數組的元素(見圖)。p就是指向指針型數據的指針變量。
怎樣定義一個指向指針數據的指針變量呢?如下:
char *(*p);
從附錄B可以知道,*運算符的結合性是從右到左,因此“char *(*p);”可寫成:
char **p;
【例】指向字符型數據的指針變量。
#include <iostream>using namespace std;int main( ){ char **p; //定義指向字符指針數據的指針變量p char *name[]={"BASIC","FORTRAN","C++","Pascal","COBOL"}; p=name+2; //見圖6.23中p的指向 cout<<*p<<endl; //輸出name[2]指向的字符串 cout<<**p<<endl; //輸出name[2]指向的字符串中的第一個字符}
運行結果為:
C++C
指針數組的元素也可以不指向字符串,而指向整型數據或單精度型數據等。
在本章開頭已經提到了“間接訪問”一個變量的方式。利用指針變量訪問另一個變量就是“間接訪問”。如果在一個指針變量中存放一個目標變量的地址,這就是“單級間址”,見圖6.24(a)。指向指針的指針用的是“二級間址”方法。見下圖。從理論上說,間址方法可以延伸到更多的級,見下圖。但實際上在程序中很少有超過二級間址的。
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