C++学习条记之指针（基础）

C++学习条记之指针（基础）

   https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-pointers.html
  C/C++中的指针内容是早就盛名在外了，固然了，想要随心所欲地使用也是要做很多功课的，先简单相识下吧~
起首，我们需要相识一点内存的概念：
每一个变量都有一个内存位置，而这个变量的内存位置会有地点，通过&可以举行访问

1. int a = 10;
2. cout << &a << endl;   // 访问变量地址

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顺道再复习下数组

1. int a[10];
2. cout << &a << " " << &a[0] << endl;   // 数组地址取的就是首个元素的地址，二者含义相同

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好，明白这点以后，下面进入正题
1、指针是什么？

指针是一个变量，它的值为另一个变量的地点（内存位置的直接地点）
由于它作为一个变量，因此在使用之前也需要举行声明

1. 类型 *变量名

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• 范例：C++ 数据范例
  
• *：表明该变量是指针
  
• 变量名：合法的标识符
  

1. int *ip;   // int类型指针
2. double *ptr;   // double类型指针

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注：无论是int范例指针、double范例指针，还是其他各种范例的指针，作为指针变量的值，都是一样的，其实质都是内存地点，均为代表内存地点的长的十六进制数
各个范例指针之间唯一的差别是，指针所指向的变量或常量的数据范例差别，也就是对应内存是存放了什么数据范例，这点是差别的
这就好比外卖员去送东西，外卖员去送外卖只关心顾客住在哪（内存地点），无论是屋子里住的是电影明星还是步伐员（指向变量的范例），它只管按照地点把外卖送到就行了
2、使用指针

通常情况下，使用指针只需要三板斧：
①定义一个指针变量
②把变量地点赋值给指针
③访问指针变量中可用地点的值

1. int value = 100;  
2. int *ptr = &value;   // 将变量地址给指针变量ptr
3. cout << *ptr << endl;  // 访问指针地址对应的值，使用*
4. cout << ptr << endl;  // 访问指针的值，为变量地址

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*的作用为解引用，用于获取该地点对应的内容，即指针指向变量的值
3、空指针

如果指针变量声明的时间，没有确切的地点可以赋值，通常会为指针赋值NULL
被赋值NULL的指针称为空指针
NULL在标准库中定义为0

1. int *ptr = NULL;
2. cout << ptr << endl;    // 0

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在大多数的操纵系统上，步伐不允许访问地点为 0 的内存，由于该内存是操纵系统保留的，表明该指针不指向一个可访问的内存位置

1. int *ptr = NULL;
2. cout << ptr << endl;
3. if (ptr)   // 通常使用类似的方式判断指针可用
4. {
5.     // todo
6. }

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如果所有未使用的指针都被赋予空值，同时制止使用空指针，就可以防止误用一个未初始化的指针，通常未初始化的变量存有一些垃圾值，导致步伐难以调试
4、指针的算术运算

C++指针实际上是地点，因此可以对指针举行一些算术运算，包括++、--、+、-
指针的算术运算根据指针的范例和巨细决定移动的距离，比如如果是int范例的指针，int所占字节为4字节，即32位，那么指针每移动一个单位，便是4字节

• 加法运算
  指针当前指向的地点的基础上加n个单位，每个单位由对应指针的范例决定
  在使用指针操纵数组时，经常使用这些指针运算符，数组的范例统一，因而下一个元素正好可以方便地使用指针的加减来寻址
  1. int arr[] = {1, 2, 3, 5, 4};
  2. int *ptr = arr;    // 指向数组首地址
  3. cout << *ptr << endl;
  4. ptr ++;    // 数组下一个元素
  5. cout << *ptr << endl;

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  但是需要注意，当使用指针操纵时，要确保指针指向有效的内存区域，否则可能会导致未定义行为或步伐瓦解
  在操纵数组时，尤其要警惕制止指针超出数组的范围
  
• 减法运算
  与加法相反，在当前指针指向的地点的基础上减去n个单位
  1. int arr[] = {1, 2, 3, 5, 4};
  2. int *ptr = &arr[1];   // 指向数组第二个元素的地址
  3. cout << *ptr << endl;
  4. ptr --;   // 向前移一位元素
  5. cout << *ptr << endl;

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• 指针与指针间的减法
  两个指针间的元素个数
  1. int arr[] = {1, 2, 3, 5, 4};
  2. int *ptr1 = &arr[1];
  3. int *ptr2 = &arr[3];
  4. cout << ptr2 - ptr1 << endl;    // 相距2个元素

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• 指针与整数间的比较
  可以将指针与整数举行比较运算，常用于判断指针是否指向某个有效的内存位置
  1. int arr[] = {1, 2, 3, 5, 4};
  2. int *ptr1 = &arr[1];
  3. int *ptr2 = &arr[3];
  4. cout << (ptr1 == ptr2) << endl;  // 假，返回0
  5. cout << (ptr1 < ptr2) << endl;   // 真，返回1

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   需要注意，在举行关系比较时，指针需要属于同一数组，否则关系比较结果是未定义的
而且，在举行关系比较前，需要确保指针非空，否则也会产生未定义的行为
  5、指针 vs 数组

在C++中，指针和数组是密切相关的，透过表象看本质，终究还是对内存地点的操纵
数组是内存中连续的单位组合而成，因此其中每个元素是同样的范例，这就可以借助于指针在数组上举行运算，由于每一步正好就是一个范例长度，从数组首地点开始根据盘算可以访问其中的各个元素

1. int arr[] = {1, 2, 3, 5, 4};
2. int *ptr = arr;
3. for (int i = 0; i < 5; i++)
4. {
5.     cout << *ptr << endl;
6.     ptr ++;
7. }

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然而，两者之间是无法完全画等号的，如果把数组名看做指针，使用*更换内容，是可以的，但是使用++一类的运算来修改，是不可的，由于修改值不会涉及地点的变革，而使用++等运算符，数组的首地点就变了呀，那还不乱套了

看到报错提示，数组名是不可作为左值的，它的地点不可被改变

数组名属于指向数组开头的常量，因而不能重新对其修改，但是其中内容可以更改，也可以采用指针的方式举行访问

1. *(arr + 2)   // 相当于arr[2] 结果为3

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6、指针数组

前面学习了数组，如今又相识了一些指针的内容，此时将二者联合一下，便有了指针数组的概念
着实这个比较好理解的，也就是数组的每个元素都是一个指针，指向某个元素的地点

1. int  arr[] = {1, 3, 9};
2. int *ptr[3];
4. for (int i = 0; i < 3; i++)
5. {
6.    ptr[i] = &arr[i]; // 取整数的地址
7. }
8. for (int i = 0; i < 3; i++)
9. {
10.    cout << *ptr[i] << endl;
11. }

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在下面这个例子中，也是一个指针数组，看右边知道，每个元素是字符串，下意识反应字符串着实就是字符数组，数组在某种水平上相称于指针，所以意味着，我们可以把每个元素看做字符指针，那么就可以将字符串作为字符指针数组的元素了，这种转换意识还是需要的

1. const char *ptr[3] = {
2. "Bob",
3. "Bill",
4. "Mike"
5. };
7. for (int i = 0; i < 3; i++)
8. {
9.    cout << "name=" << ptr[i] << endl;
10. }

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7、指向指针的指针

指向指针的指针，听起来好绕的样子，但是带入生活的案例可能好理解一些，指针对应着地点，比方说我想要熟悉甲，但是我不知道他的地点，但我知道乙的地点，乙知道甲的地点，那么我通过乙去找甲，这便是指针的指针，像极了人际关系网

我和乙都是指针，我们掌握的都是地点，而真正需要的东西在甲手里
声明指针的指针需要使用**

1. int **ptr;

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看看简单的使用：

1. int **pptr;
2. int *ptr;
3. int value = 100;
5. ptr = &value;   // 乙知道甲的地址
6. pptr = &ptr;   // 我知道乙的地址
8. cout << value << endl;   // 甲手里的100
9. cout << *ptr << endl;    // 乙找到甲得到100
10. cout << **pptr << endl;   // 我找到乙，通过乙找到甲得到100

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8、传递指针给函数

C++ 允许传递指针给函数，只需要简单地声明函数参数为指针范例即可

1. int getSum(int *arr, int size) {
2.     int sum = 0;
3.     for (int i = 0; i < size; i++)
4.     {
5.         sum += arr[i];
6.     }
7.     return sum;
8. }
10. int main()
11. {
12.    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
13.    cout << getSum(arr, 5) << endl;
14. }

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9、从函数返回指针

C++ 不支持在函数外返回局部变量的地点，除非定义局部变量为 static 变量

1. int *getArray( )
2. {
3.   static int  arr[3] = {1, 2, 3};   // 局部变量必须是static
4.   return arr;
5. }
7. int main ()
8. {
9.    int *p;
11.    p = getArray();
12.    for ( int i = 0; i < 3; i++ )
13.    {
14.        cout << *(p + i) << endl;
15.    }
17.    return 0;
18. }

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使用static是为了防止局部变量在函数结束的时间失效，随函数一同出栈，使用static会将该变量放到全局区，即使方法栈结束变量依然有效
先看这么多，估计够消化一阵子了，其余的在实践中慢慢学吧~~

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