C++指針變量的定義和使用

2020-05-23 14:27:18

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指針的類型

同變量的數據類型類似，指針也有類型。之所以指針會有類型，是為了符合對應的變量或常量數據類型。要注意，指針本身也是一種數據類型。

不同指針類型的本質在于不同的操作。這點和快捷方式是類似的。比如雙擊一個可執行文件（.EXE）快捷方式的操作是運行這個可執行文件，而雙擊一個Word文檔文件（.DOC）快捷方式的操作是使用Word程序打開這個文檔。類似地，一個字符型數據在內存中占用一個字節，那么讀取數據就應以字符型數據讀出一個字節；一個長整型數據在內存中占用四個字節，那么讀取數據時就應以長整型數據讀出四個字節。如果指針類型與它所指向的數據類型不匹配，就可能對數據作出錯誤的操作。

指針變量的聲明

指針變量也是一種變量。所以在使用之前，必須先聲明。聲明指針變量的語句格式為：
指針的類型 *指針變量名；
其中，指針類型應該是與指針所指向的數據相符合的數據類型。比如int、char、float等等。*表示所要定義的是一個指針變量，而不是一個普通變量。指針變量名則應該遵循起變量名的一切規則。
例如：
char *cptr;//指向字符型變量的指針變量
int *iptr;//指向整型變量的指針變量

要注意，當我們要聲明多個指針變量時，必須在每個指針變量名前加上*，例如：
int *iptr1,*iptr2,iptr3;//iptr1和iptr2是指向整型變量的指針變量，而iptr3是整型變量

獲取地址和指針變量初始化

我們已經聲明了指針變量，那么我們如何獲得數據在內存中的地址呢？

在C++中，用&操作符可以獲取變量或常量在內存中的地址，我們稱之為取地址操作符。它的使用格式是：
&變量名或常量名
既然能夠獲取到數據所在的地址，我們就能把這個地址交給指針了。例如：
int c=9;
int *iptr=&c;//聲明指向整型變量的指針變量，并作初始化

這時，我們稱指針iptr指向了變量c。在第三章我們說過，聲明一個未經初始化的變量之后，它的值是無法確定的。所以如果聲明了一個指針卻不對它作初始化，那么它所指向的內容也是無法確定的，而這種情況是十分危險的。

特殊的值——NULL

沒有初始化的指針變量是危險的。可是如果在聲明變量之后，找不到合適的地址進行初始化，我們該怎么辦呢？顯然，隨便找個地址對指針變量做初始化是不負責任的。
在這里，我們引入一個特殊的地址——NULL。它的意思是“空”，即指針沒有指向任何東西。比如：
int *iptr=NULL;
要注意的是，C++是大小寫敏感的，NULL與null是不同的。所以，在使用的時候必須要大寫。

指針的使用——間接引用

雙擊一個有效的快捷方式，就能夠調用對應的文件，那么我們通過什么方法才能操作指針所指向的變量呢？
在這里，*又出現了，它稱為間接引用操作符。其作用是獲取指針所指向的變量或存儲空間。間接引用的指針可以作為左值。（關于左值概念請參見第三章）具體的使用格式為：
*指針變量名

下面，我們來看一段程序，實踐一下如何使用指針變量：（程序8.2）
#include "iostream.h"
int main()
{
int i=3;
int *iptr=&i;
int **iptrptr=&iptr;//iptr也是變量，也能夠獲取它的地址
cout <<"Address of Var i=" <<iptr <<endl;//輸出iptr存儲的內容，即i在內存中的地址
cout <<"Data of Var i=" <<*iptr <<endl;//輸出iptr所指向的變量
cout <<"Address of Pointer iptr=" <<iptrptr <<endl;//輸出iptr在內存中的地址
cout <<"Address of Var i=" <<*iptrptr <<endl;//輸出iptrptr所指向的變量，即iptr
*iptr=2+*iptr;//*iptr可以作左值
cout <<"Data of Var i=" <<*iptr <<endl;
return 0;
}

運行結果：
Address of Var i=0x0012FF7C
Data of Var i=3
Address of Pointer iptr=0x0012FF78
Address of Var i=0x0012FF7C
Data of Var i=5

通過運行結果，我們可以知道變量i在內存中的地址是0012FF7C（前面的0x表示這是一個十六進制的數）；指針也是一種變量，在內存中也有地址；間接引用指針以后就和使用指針指向的變量一樣方便。

試試看：
1、如果將程序8.2中的所有整型變量換成字符型變量（把對應的變量數據也換成字符），則執行后會有什么奇怪的現象？請根據第七章的知識，猜想產生這個奇怪現象的原因。
2、如果聲明一個指針變量后不對其進行初始化，而是將其間接引用，作為左值修改它所指向的內存中的數據，會有什么結果產生？
結論：在沒有保護措施的操作系統中，這樣的操作可能會導致系統錯誤甚至崩潰。
3、能否將一個常量的地址賦值給一個對應類型的指針變量？
結論：將一個常量的地址賦給指針變量可能導致通過指針更改常量，所以是不合法的。

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