指針的定義和賦值

1、3.1指針指針的定義和賦值在計(jì)算機(jī)中，所有的數(shù)據(jù)都是存放在存儲(chǔ)器中的。一般把存儲(chǔ)器中的一個(gè)字節(jié)稱為一個(gè)內(nèi)存單元，不同的數(shù)據(jù)類型所占用的內(nèi)存單元數(shù)不同，如整型量占2個(gè)單元，字符量占1個(gè)單元等。為了正確地訪問(wèn)這些內(nèi)存單元，必須為每個(gè)內(nèi)存單元編上號(hào)。根據(jù)一個(gè)內(nèi)存單元的編號(hào)即可準(zhǔn)確地找到該內(nèi)存單元。內(nèi)存單元的編號(hào)也叫做地址。既然根據(jù)內(nèi)存單元的編號(hào)或地址就可以找到所需的內(nèi)存單元，所以通常也把這個(gè)地址稱為指針。內(nèi)存單元的指針和內(nèi)存單元的內(nèi)容是兩個(gè)不同的概念?？梢杂靡粋€(gè)通俗的例子來(lái)說(shuō)明它們之間的關(guān)系。我們到銀行去存、取款時(shí)，銀行工作人員將根據(jù)我們的帳號(hào)去找我們的存款單，找到之后在存單上寫(xiě)入存款、取款的金額。

2、在這里，帳號(hào)就是存單的指針，存款數(shù)是存單的內(nèi)容。對(duì)于一個(gè)內(nèi)存單元來(lái)說(shuō)，單元的地址即為指針，其中存放的數(shù)據(jù)才是該單元的內(nèi)容。在+語(yǔ)言中，允許用一個(gè)變量來(lái)存放指針，這種變量稱為指針變量。因此，一個(gè)指針變量的值就是某個(gè)內(nèi)存單元的地址或稱為某內(nèi)存單元的指針。圖3.1.1中，設(shè)有字符變量C，其內(nèi)容為“K”(ASCII碼為十進(jìn)制數(shù)75)，C占用了011A號(hào)單元(地址用十六進(jìn)制數(shù)表示)。設(shè)有指針變量P，內(nèi)容為011A， 這種情況我們稱為P指向變量C，或說(shuō)P是指向變量C的指針。嚴(yán)格地說(shuō)，一個(gè)指針是一個(gè)地址，它是一個(gè)常量。而一個(gè)指針變量卻可以被賦予不同的指針值，是變量。但常把指針變量簡(jiǎn)稱為指針。為了避

3、免混淆，我們?cè)诒緯?shū)中約定：“指針”是指地址，是常量，“指針變量”是指取值為地址的變量。定義指針的目的是為了通過(guò)指針去訪問(wèn)內(nèi)存單元。指針是存放地址值的變量或者常量。例如：int a=1; &a就表示指針常量（“&”表示取地址運(yùn)算符，也即引用）。int *b; b表示的是指針變量（注意，是b表示指針變量而不是*b），*表示要說(shuō)明的是指針變量。大家注意int *b2和int（*b）2是不同的，int *b2表示b是一個(gè)具有兩個(gè)元素的數(shù)組變量，該數(shù)組中的元素為指針類型，即b是一個(gè)指針數(shù)組，而int（*b）2則表示b是一個(gè)指針，該指針指向一個(gè)含有兩個(gè)int型元素的數(shù)組類型。這里要注意運(yùn)算

4、優(yōu)先級(jí)問(wèn)題，有助于理解指針問(wèn)題。下面是指針定義的例子：int *ip1,*ip2;string *pstring;double *dp;我們通過(guò)在標(biāo)識(shí)符前加一個(gè)解引用操作符(*)來(lái)定義指針。在逗號(hào)分隔的標(biāo)識(shí)符列表中，每個(gè)將被用作指針的標(biāo)識(shí)符前都必須加上解引用操作符。在下面的例子中，lp是一個(gè)指向long型對(duì)象的指針，而lp2則是一個(gè)long型的數(shù)據(jù)對(duì)象，而不是指針：long *lp,lp2;在下面的例子中，fp是一個(gè)float型的數(shù)據(jù)對(duì)象，而fp2是一個(gè)指向float型對(duì)象的指針：float fp,*fp2;為清楚起見(jiàn)，最好寫(xiě)成：string *ps; 而不是：string* ps;有可能發(fā)生

5、的情況是，當(dāng)程序員后來(lái)想定義第二個(gè)字符串指針時(shí)，他會(huì)錯(cuò)誤的修改定義如下：string *ps,ps2; /錯(cuò)誤：ps2不是一個(gè)字符串指針當(dāng)指針持有0值時(shí)，表明它沒(méi)有指向任何對(duì)象，或持有一個(gè)同類型的數(shù)據(jù)對(duì)象的地址。已知ival的定義：int ival=1024;下面的定義以及對(duì)兩個(gè)指針pi和pi2的賦值都是合法的。int *pi=0; /pi被初始化為沒(méi)有指向任何對(duì)象int *pi2=&ival; /pi2被初始化為ival的地址pi=pi2; /ok：pi和pi2現(xiàn)在都指向ivalpi2=0; /現(xiàn)在pi2沒(méi)有指向任何對(duì)象指針不能持有非地址值。例如，下面的賦值將導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤：pi=iv

6、al; /錯(cuò)誤：pi被賦以int值ival指針不能被初始化或賦值為其它類型對(duì)象的地址值。例如，已知如下定義：double dval;double *pd=&dval;那么，下面兩條語(yǔ)句都會(huì)引起編譯時(shí)刻錯(cuò)誤：pi=pd; /無(wú)效的類型賦值：int *<=double *pi=&dval;不能說(shuō)pi在物理上不能持有與dval相關(guān)聯(lián)的內(nèi)存地址：它能夠。但是不允許，因?yàn)?，雖然pi和pd能夠持有同樣的地址值，但對(duì)那塊內(nèi)存的存儲(chǔ)布局和內(nèi)容的解釋卻完全不同。當(dāng)然，我們要做的僅僅是持有地址值（可能是一個(gè)地址同另一個(gè)地址作比較），那么指針的實(shí)際類型就不重要了。C+提供了一種特殊的指針類型來(lái)

7、支持這種需求：空(void *)類型指針，它可以被任何數(shù)據(jù)指針類型的地址值賦值(函數(shù)指針除外)。void *pv=pi; /ok：void *可以持有任何指針類型的地址值pv=pd;void *表明相關(guān)的值是個(gè)地址，但該地址的對(duì)象類型不知道。我們不能夠操作空類型指針?biāo)赶虻膶?duì)象，只能傳送該地址值或?qū)⑺c其它地址值作比較。已知一個(gè)int型指針對(duì)象pi，當(dāng)我們寫(xiě)下pi時(shí)，表示pi當(dāng)前持有的地址值。當(dāng)我們寫(xiě)下&pi時(shí)，表示指針對(duì)象pi被存儲(chǔ)的位置的地址。要想操作指針?biāo)赶驅(qū)ο蟮闹?，我們必須使用解引用操作?*)，來(lái)間接的讀和寫(xiě)指針?biāo)赶虻膶?duì)象。例如：已知下列定義：int ival=1024,

8、ival2=2048;int *pi=&ival;下面給出了如何解引用pi以便間接訪問(wèn)ival：*pi=ival2; /解除pi的引用，為它所指向的對(duì)象的ival，賦以ival2的值/對(duì)于右邊的實(shí)例，讀取pi所指對(duì)象的值/對(duì)于左邊的實(shí)例，則把右邊的表達(dá)式賦給對(duì)象*pi=abs(*pi); /ival=abs(ival);*pi=*pi+1; /ival=ival+1;我們知道，當(dāng)取一個(gè)int型對(duì)象的地址時(shí)：int *pi=&ival; 結(jié)果是int *即指向int的指針。但我們?nèi)≈赶騣nt型的指針的地址時(shí)：int *ppi=&pi; 結(jié)果是int*即指向int指針的指針

9、。當(dāng)我們解引用ppi時(shí)：int *pi2=*ppi;這樣，我們就獲得了指針ppi所持有的地址值在本例中，即pi持有的地址值，而pi又是ival的指針。為了實(shí)際訪問(wèn)到ival,我們需要兩次解引用ppi。例如：cout<<"the value of ivaln" <<"direct value:"<<ival<<"n" <<"indirect value:"<<*ppi<<"n" <<"doub

10、ly indirect value:"<<*ppi <<endl;下面兩條賦值語(yǔ)句的行為截然不同，但它們都是合法的。第一條語(yǔ)句增加了pi指向的數(shù)據(jù)對(duì)象的值，而第二條語(yǔ)句增加了pi包含的地址的值。int i,j,k;int *pi=&i;*pi=*pi+2; /i加2（i=i+2）pi=pi+2; /加到pi包含的地址上指針可以讓它的地址值增加或減少一個(gè)整數(shù)值。這類指針操作，被稱為指針的算術(shù)運(yùn)算。這種操作看上去并不樂(lè)觀，我們總認(rèn)為是數(shù)據(jù)對(duì)象的加法，而非離散的十進(jìn)制數(shù)值的加法。指針加2意味著給指針持有的地址值增加了該類型的兩個(gè)對(duì)象的長(zhǎng)度。例如，假設(shè)一個(gè)ch

11、ar是一個(gè)字節(jié)，一個(gè)int是4個(gè)字節(jié)，double是8個(gè)字節(jié)，那么指針加2是給其持有的地址值加2、8還是16，完全取決于指針的類型是char、int還是double。實(shí)際上，只有指針指向數(shù)組元素時(shí)，我們才能保證較好的運(yùn)用指針的算術(shù)運(yùn)算。在前面的例子中，我們不能保證三個(gè)整數(shù)變量連續(xù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中。因此ip+2可能產(chǎn)生也可能不產(chǎn)生一個(gè)有效的地址，這取決于該位置上實(shí)際存儲(chǔ)的是什么。指針?biāo)阈g(shù)運(yùn)算的典型用法是遍歷一個(gè)數(shù)組，例如：int ia10;int *iter=&ia0;int *iter_end=&ia10;while (iter!=iter_end) do_something_wi

12、th_value(*iter); +iter;指針變量的運(yùn)算指針變量可以進(jìn)行某些運(yùn)算，但其運(yùn)算的種類是有限的。它只能進(jìn)行賦值運(yùn)算和部分算術(shù)運(yùn)算及關(guān)系運(yùn)算。1指針運(yùn)算符(1)取地址運(yùn)算符&取地址運(yùn)算符&是單目運(yùn)算符，其結(jié)合性為自右向左，其功能是取變量的地址。前面介紹指針變量賦值中，我們已經(jīng)了解并使用了&運(yùn)算符。(2)取內(nèi)容運(yùn)算符*取內(nèi)容運(yùn)算符*是單目運(yùn)算符，其結(jié)合性為自右向左，用來(lái)表示指針變量所指的變量。在*運(yùn)算符之后跟的變量必須是指針變量。需要注意的是指針運(yùn)算符*和指針變量說(shuō)明中的指針說(shuō)明符* 不是一回事。在指針變量說(shuō)明中，“*”是類型說(shuō)明符，表示其后的變量是

13、指針類型。而表達(dá)式中出現(xiàn)的“*”則是一個(gè)運(yùn)算符，用以表示指針變量所指的變量。例如：main()int a=5,*p=&a;cout<<*p;.表示指針變量p取得了整型變量a的地址，輸出語(yǔ)句輸出變量a的值。2指針變量的運(yùn)算(1)賦值運(yùn)算指針變量的賦值運(yùn)算有以下幾種形式：指針變量初始化賦值，前面已作介紹。把一個(gè)變量的地址賦予指向相同數(shù)據(jù)類型的指針變量。例如：int a,*pa;pa=&a; /把整型變量a的地址賦予整型指針變量pa把一個(gè)指針變量的值賦予指向相同類型變量的另一個(gè)指針變量。例如：int a,*pa=&a,*pb;pb=p

14、a; /把a(bǔ)的地址賦予指針變量pb由于pa,pb均為指向整型變量的指針變量，因此可以相互賦值。把數(shù)組的首地址賦予指向數(shù)組的指針變量。例如： int a5,*pa;pa=a; /數(shù)組名表示數(shù)組的首地址，故可賦予指向數(shù)組的指針變量pa也可寫(xiě)為：pa=&a0; /數(shù)組第一個(gè)元素的地址也是整個(gè)數(shù)組的首地址，也可賦予pa當(dāng)然也可采取初始化賦值的方法：int a5,*pa=a;把字符串的首地址賦予指向字符類型的指針變量。例如：char *pc; pc="C language"或用初始化賦值的方法寫(xiě)為

15、：char *pc="C Language"這里應(yīng)說(shuō)明的是并不是把整個(gè)字符串裝入指針變量，而是把存放該字符串的字符數(shù)組的首地址裝入指針變量。在后面還將詳細(xì)介紹。把函數(shù)的入口地址賦予指向函數(shù)的指針變量。例如：int (*pf)(); pf=f; /f為函數(shù)名(2)加減算術(shù)運(yùn)算對(duì)于指向數(shù)組的指針變量，可以加上或減去一個(gè)整數(shù)n。設(shè)pa是指向數(shù)組a的指針變量，則pa+n,pa-n,pa+,+pa,pa-,-pa 運(yùn)算都是合法的。指針變量加或減一個(gè)整數(shù)n的意義是把指針指向的當(dāng)前位置(指向某數(shù)組元素)向前或向后移動(dòng)n個(gè)位置。應(yīng)該注意，數(shù)

16、組指針變量向前或向后移動(dòng)一個(gè)位置和地址加1或減1 在概念上是不同的。因?yàn)閿?shù)組可以有不同的類型， 各種類型的數(shù)組元素所占的字節(jié)長(zhǎng)度是不同的。如指針變量加1，即向后移動(dòng)1 個(gè)位置表示指針變量指向下一個(gè)數(shù)據(jù)元素的首地址，而不是在原地址基礎(chǔ)上加1。例如：int a5,*pa;pa=a; /pa指向數(shù)組a，也是指向a0pa=pa+2; /pa指向a2，即pa的值為&pa2指針變量的加減運(yùn)算只能對(duì)數(shù)組指針變量進(jìn)行，對(duì)指向其它類型變量的指針變量作加減運(yùn)算是毫無(wú)意義的。(3)兩個(gè)指針變量之間的運(yùn)算只有指向同一數(shù)組的兩個(gè)指針變量之間才能進(jìn)行運(yùn)算

17、，否則運(yùn)算毫無(wú)意義。兩指針變量相減兩指針變量相減所得之差是兩個(gè)指針?biāo)笖?shù)組元素之間相差的元素個(gè)數(shù)。實(shí)際上是兩個(gè)指針值(地址) 相減之差再除以該數(shù)組元素的長(zhǎng)度(字節(jié)數(shù))。例如pf1和pf2 是指向同一浮點(diǎn)數(shù)組的兩個(gè)指針變量，設(shè)pf1的值為2010H，pf2的值為2000H，而浮點(diǎn)數(shù)組每個(gè)元素占4個(gè)字節(jié)，所以pf1-pf2的結(jié)果為(2000H-2010H)/4=4，表示pf1和 pf2之間相差4個(gè)元素。兩個(gè)指針變量不能進(jìn)行加法運(yùn)算。例如，pf1+pf2是什么意思呢？毫無(wú)實(shí)際意義。兩指針變量進(jìn)行關(guān)系運(yùn)算指向同一數(shù)組的兩指針變量進(jìn)行關(guān)系運(yùn)算可表示它們所指數(shù)組元素之間的關(guān)系

18、。例如：pf1= =pf2表示pf1和pf2指向同一數(shù)組元素pf1>pf2 表示pf1處于高地址位置pf1<pf2 表示pf1處于低地址位置例3.1 #include <iostream.h>main()int a=10,b=20,s,t,*pa,*pb;pa=&a;pb=&b;s=*pa+*pb;t=*pa*pb;cout<<"a="<<a<<"nb="<<b<<"na+b="<<a+b<<"

19、;na*b="<<a*b<<endl;cout<<"s="<<s<<"nt="<<t<<endl;.程序說(shuō)明如下：說(shuō)明pa,pb為整型指針變量。給指針變量pa賦值，pa指向變量a。給指針變量pb賦值，pb指向變量b。本行的意義是求a+b之和，(*pa就是a，*pb就是b)。本行是求a*b之積。輸出結(jié)果。輸出結(jié)果。.指針變量還可以與0比較。設(shè)p為指針變量，則p= =0表明p是空指針，它不指向任何變量；p!=0表示p不是空指針?？罩羔樖怯蓪?duì)指針變量賦予0值而得到的。

20、例如： #define NULL 0int *p=NULL; 對(duì)指針變量賦0值和不賦值是不同的。指針變量未賦值時(shí)，可以是任意值，是不能使用的，否則將造成意外錯(cuò)誤。而指針變量賦0值后，則可以使用，只是它不指向具體的變量而已。例3.2#include <iostream.h>main()int a,b,c,*pmax,*pmin;cout<<"input three numbers:"<<endl;cin>>a>>b>>c;if

21、(a>b)pmax=&a;pmin=&b;elsepmax=&b;pmin=&a;if(c>*pmax) pmax=&c;if(c<*pmin) pmin=&c;cout<<"max="<<*pmax<<endl;cout<<"min="<<*pmin<<endl;.程序說(shuō)明如下：說(shuō)明pmax,pmin為整型指針變量。輸入提示。輸入三個(gè)數(shù)字。如果第一個(gè)數(shù)字大于第二個(gè)數(shù)字指針變量賦值指針變量賦值指針變

22、量賦值指針變量賦值判斷并賦值判斷并賦值輸出結(jié)果.指針的應(yīng)用及注意的問(wèn)題1理解指針的關(guān)鍵所在對(duì)指針類型和指針?biāo)赶虻念愋偷睦斫庵羔橆愋停嚎梢园阎羔樏秩サ?，剩下的就是這個(gè)指針，例如：int *a; /指針類型為int *int *a ;/指針類型為int *int *(*a)8; /指針類型為 int *(*)8指針?biāo)赶虻念愋停菏侵妇幾g器將把那一片內(nèi)存所看待成的類型。這里只要把指針聲明語(yǔ)句中的指針名字和名字右邊的“*”號(hào)去掉就可以了，剩下的就是指針?biāo)赶虻念愋汀? 指針的應(yīng)用傳遞參數(shù)實(shí)際上它可以相當(dāng)于隱式的返回值，這比return方法要靈活的多，因?yàn)樗梢苑祷馗嗟闹?，我們看下面的程序：?.

23、3# include <iostream.h>void example(int *a1,int &b1,int c1) *a1*=3; +b1; +c1;void main() int *a; int b,c; *a=6;b=7;c=10; example(a,b,c); cout <<"*a="<<*a<<endl; cout <<"b="<<b<<endl; cout <<"c="<<c<endl;輸出：*a=

24、18b=8c=10我們可以看到，*a和b的值都改變了，而c沒(méi)有變。這是由于a1是指向*a（=6）的指針，也即與a是指向同一個(gè)地址，所以當(dāng)a1指向的值改變了，*a的值也就改變了。在函數(shù)中的參數(shù)使用了引用（int &b1），b1是b的別名，也可以把它當(dāng)作特殊的指針來(lái)理解，所以b的值會(huì)改變。函數(shù)中的參數(shù)int c1只是在函數(shù)中起作用，當(dāng)函數(shù)結(jié)束時(shí)候便消失了，所以在main()中不起作用。3關(guān)于全局變量和局部變量的一個(gè)問(wèn)題我們先看下面的程序：例3.4#include <iostream.h>int a=5;int *example1(int b) a+=b;return &

25、a; int *example2(int b) int c=5;b+=c;return &b;void main()int *a1=example1(10);int *b1=example2(10);cout <<"a1="<<*a1<<endl;cout <<"b1="<<*b1<endl;輸出結(jié)果：a1=15 b1=4135*b1怎么會(huì)是4135，而不是15呢？是程序的問(wèn)題？沒(méi)錯(cuò)吧？ 由于a是全局變量，存放在全局變量的內(nèi)存區(qū)，它一直是存在的；而局部變量則是存在于函數(shù)的棧區(qū)，當(dāng)函數(shù)example2（）調(diào)用結(jié)束后便消失，是b指向了一個(gè)不確定的區(qū)域，產(chǎn)生指針懸掛。下面是對(duì)example1（）和example2（）的反匯編（用TC+ 3.0編譯）： 例3.5example1()：push bp; /入棧 mov bp,sp; mov ax,bp+04; /傳遞參數(shù)add 00AA,ax; /相加 mov ax,00AA ; /返回了結(jié)果所在的地址pop bp; /恢復(fù)棧，出棧ret; /退出函數(shù)example2()：push bp; /入棧 mov bp,sp;sub sp,02; mov word ptr bp-02,0005;mov