visualstudio学习第6章指针与引用

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在前面介绍的变量时我们能够命名某个存储单元,并在其中存储特定类型的数据。C++中还有一种变量,它本身不存储数据,而是存储数据存放的地址,这就是指针。指针是C++中广泛使用的一种数据类型,指针可以用于数组,作用函数参数,用于内存访问和堆内存操作。指针对C++程序设计有着至关重要的意义,指针的功能很强,但如果使用不当可能会造成程序的崩溃。与指针具有类似功能的是引用。声明指针指针的运算指针和数组指针在函数中的应用常量指针和指针常量字符指针动态内存分配引用跟踪句柄和引用在计算机中,所有的数据都是存放在计算机的内存中。为了访问这些数据,计算机必须提供这些数据在内存中的位置,数据在计算机内存中的位置就称为内存地址。同样,为了执行程序,程序中使用的函数也必须位于内存的某个地方,所以函数也有地址。在访问变量和函数时,我们可以直接通过函数名和变量名访问,这种方式称为“直接访问”。还可以采用另一种称为“间接访问”的方式,将变量或函数的地址存放在另一个特殊的变量中,当要访问变量或函数时,就可以通过该特殊变量获取变量和函数的地址,然后再访问变量和函数。由于通过地址能找到所需的变量,所以说地址“指向”该变量,因此在C++中将地址称为指针。一个变量的地址称为该变量的“指针”。用于存放地址的变量就称为指针变量。指针变量的声明与一般变量类似,只需要在类型名后添加一个表示指针的星号“*”。例如,下面的语句声明了一个指向int型的指针变量:int*pInt;这个语句声明了一个指针变量pInt,它可以存储int类型变量的地址。在命名指针变量时,C++通常使用p表示指针,这样很容易区分一般变量和指针变量,从而使源程序更容易理解。C++提供两个与指针变量有关的运算符:&取地址运算符*间接运算符在使用指针变量时,就需要对指针变量进行赋值。指针变量的值只能是一个地址,决不能向指针变量赋予任何其它数据,否则将引起错误。在C++语言中,变量的地址是由编译器分配的,对用户完全透明,用户不会知道变量的具体地址。为此,C++提供了一个特殊的运算符——取地址运算符“&”。假设number是一个变量,则&number表示变量number的地址。使用取地址运算符就可以将一个变量的地址保存到指针变量中。间接运算符“*”与指针变量一起使用。在使用变量时,可以直接访问其中存储的数据,而通过指针变量访问数据时,首先需要获取指针变量中存储的数据地址,然后再根据该地址访问数据,这也就是为什么称为间接运算符。使用未初始化的指针变量要比使用未初始化的普通变量更危险。因为指针变量包含的是一个地址,当使用未初始化的指针变量时,该指针变量可能包含一个乱码,这时通过该指针变量将访问一个未知区域的的内存。因此,在使用指针变量时,一定要对指针变量进行实始化。指针变量即然可以存储变量的地址,当然也可以存储数组和数组元素的地址。本节主要向读者讲解指针和数组的相关知识。使用指针法引用数组元素使用指针处理多维数组使用指针法引用数组元素是基于指针变量的算术运算。指针变量只能进行加、减算术运算。对一个指针变量加一个整数值后,其结果仍然一个地址。从指针变量中减去一个整数后,其结果也是一个地址。对指针变量的算术运算采用一种特殊的方式,假设指针变量pArray保存数组的地址,给指针变量pArray加1后,该指针变量将保存数组中下一个元素的地址。由于数组是double型,每个元素占8个字节,则pArray+1意味着pArray的值加8个字节,以使它指向下一个元素。使用指针处理一维数组相当简单,但使用指针处理多维数组时就比较复杂。由于C++将一个二维数组当作多个一维数组来处理,所以一个a[2][3]的数组则可以被分解为两个一维数字使用。当有了这个样的数组转换后,那么就可以利用指针来处理多维数组的相关问题了。作为形参的指针返回指针的函数函数指针作为形参的指针返回指针的函数函数指针在使用数组作为函数的形参时,实际上传递的是数组地址,这时就可以在函数内部定义一个指针变量保存数组地址,并使用指针变量引用数组元素。由于函数的形参实际就是函数的一个局部变量,所以可以直接使用指针变量来接收数组的地址。在实参向形参传递数值采用的是值传递,也就说,只可以将实参的数值传递给形参,而形参无法将数值传回给实参。如果使用指针为函数的参数,仍然会按值传递一样。但由于传递的是另一个变量的地址,如果创建该变量的地址副本,是副本仍然指向相现的变量。所以在以指针为形参的函数可以处理调用者传递的实参。一个函数可以返回一个整数、字符串、浮点数等基本数据类型,同时也可以返回指针类型的数值,即地址。在函数中返回指针时,必须确保在调用函数中返回的地址仍然有效。也就是说,在指针返回到调用函数后,指针所指向的变量必须仍在其作用域中。到目前为止,所使用的指针变量都存储一个与指针具有相同类型的变量的地址。实际上,指针变量也可以存储函数的地址。在程序执行过程中,这种指针变量可以在不同的时候指向不同的函数,并且可以使用该指针变量来调用函数。与指向变量的指针变量一样,在声明指向函数的指针变量时,必须声明函数的参数类型列表,以及返回类型。声明指向函数的指针变量的一般形式如下:返回类型(*指针变量名)(参数类型列表)这种函数指针变量只能指向具有声明中指定的返回类型,以及参数类型的函数。在声明常量时可以使用const关键字,禁止在程序中修改常量的值。同样,在声明指针时也可以使用const关键字,根据const的位置不同,声明的指针可以分为指向常量的指针和指针常量。在声明指针语句的类型前加const关键字,表示指向的是一个常量。例如:constintnum=12;constint*pNum=#将变量num的地址赋给指向常量的指针pNum后,可保证不能通过指针变量pNum修改变量num的值。*pNum=15;//error:不能给常量赋值虽然指向常量的指针变量的内容不能被修改,但指针变量可以指向另一个常量,即指针变量可以修改。在声明指针变量语句的变量名前添加const关键字,则该指针变量本身就变成一个常量。如何区分指向常量的指针与指针常量。这可以根据运算符的优先级和结合性来分析。在声明语句中,C++的运算符从高到低依次为:从声明的名称开始,被圆括号括起来的那部分优先级最高,最先被运算。其次是后缀操作符。后缀操作符括号“()”表示声明了一个函数,而方括号“[]”表示声明了一个数组。然后是前缀操作符。前缀操作符主要星号“*”,表示声明了一个指针。如果const关键字的后是类型说明符(如int,long等),那么const仅作用于类型说明符表示常量数据。在其他情况下,const关键字作用于其左边紧邻的指针星号,表示是指针常量。如果定义一个char*类型的指针变量,毫无疑问它可以指向char类型的数组。char类型的数组可以表示为一个字符串。这样,char*类型的指针变量还可以指向一个字符串。对于一个字符串常量,C++会像字符数组一个在内存开辟一块区域来存储字符串值,并在结尾处使用“\0”。可以看出这是一种C样式的字符串表示,在C++中主要使用string对象来表示字符串。该指针变量指向的就是这块区域的首地址,不要误认为它是一个字符串对象。前面声明的变量和数组都是静态分配的。也就是在编译时为数据分配内存空间,当程序执行时所需的内存已经分配好。这种分配方式存在两个问题:如果事前分配了1000个单词的存储空间,但在程序的运行过程中实际没有1000个单词,这会造成内存空间的浪费。另一方面,如果试图存储1001个单词,则静态分配的内存又会不足。为了解决这两个问题,就需要使用动态内存分配。动态内存分配是在程序的执行过程中,根据需要分配内存。动态分配的内存变量不能在编译期间声明,即不能在源程序中使用变量指定,这就需要使用其他方式标识分配的内存地址。很显然,存储该地址的惟一方式就是使用指针变量。堆与new和delete运算符数组的动态分配内存引用就是一个变量的别名,使用变量的别名可以代替原来的变量名。因为引用时变量的别名而非指针,所以在声明引用时必须指现对应的变量。例如,下面语句声明了一个变量的引用:intnumber=0;int&num=number;//定义变量number的引用num在声明引用时,类型名后面的&符号表示声明的是一个引用,该引用代表变量名number的别名,因此在声明引用时需要将变量名赋于引用。

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