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指针

1 指针的基本概念

指针的作用: 可以通过指针间接访问内存

内存编号是从0开始记录的,一般用十六进制数字表示

可以利用指针变量保存地址

2 指针变量的定义和使用

指针变量定义语法: 数据类型 * 变量名

指针变量和普通变量的区别

  • 普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址

  • 指针变量可以通过*操作符,操作指针变量指向的内存空间,这个过程称为解引用

总结:

  • 我们可以通过 & 符号 获取变量的地址

  • 利用指针可以记录地址

  • 对指针变量解引用,可以操作指针指向的内存

示例:

cpp
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    //1、指针的定义
    int a = 10; //定义整型变量a

    //指针定义语法: 数据类型 * 变量名 ;
    int *p;

    //指针变量赋值
    p = &a; //指针指向变量a的地址

    cout << &a << endl; //打印数据a的地址
    // 0x7ff7b70b1768

    cout << p << endl; //打印指针变量p
    // 0x7ff7b70b1768

    //2、指针的使用
    //通过*操作指针变量指向的内存
    cout << "*p = " << *p << endl;
    // *p = 10

    return 0;
}

3 指针所占内存空间

提问:指针也是种数据类型,那么这种数据类型占用多少内存空间?

总结:

  • 所有指针类型在32位操作系统下是4个字节
  • 所有指针类型在64位操作系统下是8个字节

示例:

cpp
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int a = 10;

    int *p;
    p = &a; //指针指向数据a的地址

    cout << *p << endl; // * 解引用 10
    cout << sizeof(p) << endl; // 8
    cout << sizeof(char *) << endl; // 8
    cout << sizeof(float *) << endl; // 8
    cout << sizeof(double *) << endl; // 8

    return 0;
}

4 空指针和野指针

1、空指针

空指针:指针变量指向内存中编号为0的空间

用途:初始化指针变量

注意:空指针指向的内存是不可以访问的

示例1:空指针

cpp
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    //指针变量p指向内存地址编号为0的空间
    int *p = NULL;

    //访问空指针报错
    //内存编号0 ~ 255为系统占用内存,不允许用户访问
    cout << *p << endl;
    // Process finished with exit code 139 (interrupted by signal 11:SIGSEGV)

    return 0;
}

2、野指针

野指针:指针变量指向非法的内存空间

示例2:野指针

cpp
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    //指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间
    int *p = (int *) 0x1100;

    //访问野指针报错
    cout << *p << endl;
    // Process finished with exit code 139 (interrupted by signal 11:SIGSEGV)


    return 0;
}

总结:空指针和野指针都不是我们申请的空间,因此不要访问。

5 const修饰指针

const修饰指针有三种情况

  1. const修饰指针 --- 常量指针
  2. const修饰常量 --- 指针常量
  3. const即修饰指针,又修饰常量

示例:

cpp
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int a = 10;
    int b = 10;

    //const修饰的是指针,指针指向可以改,指针指向的值不可以更改
    const int *p1 = &a;
    p1 = &b; //正确
    //*p1 = 100;  报错

    //const修饰的是常量,指针指向不可以改,指针指向的值可以更改
    int *const p2 = &a;
    //p2 = &b; //错误
    *p2 = 100; //正确

    //const既修饰指针又修饰常量
    const int *const p3 = &a;
    //p3 = &b; //错误
    //*p3 = 100; //错误

    return 0;
}

技巧:看const右侧紧跟着的是指针还是常量, 是指针就是常量指针,是常量就是指针常量

6 指针和数组

作用:利用指针访问数组中元素

示例:

cpp
#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};

    int *p = arr; //指向数组的指针

    cout << "第一个元素: " << arr[0] << endl;
    cout << "指针访问第一个元素: " << *p << endl;

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        //利用指针遍历数组
        cout << *p << " ";
        p++;
    }

    cout << endl;

    return 0;
}
bash
第一个元素: 1
指针访问第一个元素: 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

7 指针和函数

作用:利用指针作函数参数,可以修改实参的值

示例:

cpp
#include <iostream>

using namespace std;

//值传递
void swap1(int a, int b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

//地址传递
void swap2(int *p1, int *p2) {
    int temp = *p1;
    *p1 = *p2;
    *p2 = temp;
}

int main() {
    int a = 10;
    int b = 20;

    swap1(a, b); // 值传递不会改变实参
    cout << "a = " << a << endl; // a = 10
    cout << "b = " << b << endl; // b = 20

    swap2(&a, &b); //地址传递会改变实参

    cout << "a = " << a << endl; // a = 20
    cout << "b = " << b << endl; // b = 10

    return 0;
}

总结:如果不想修改实参,就用值传递,如果想修改实参,就用地址传递

8 指针、数组、函数

案例描述:封装一个函数,利用冒泡排序,实现对整型数组的升序排序

例如数组:int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5};

示例:

cpp
#include <iostream>

using namespace std;

//冒泡排序函数
void bubbleSort(int *arr, int len)
//int * arr 也可以写为int arr[]
{
    for (int i = 0; i < len - 1; i++) {
        for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

//打印数组函数
void printArray(int arr[], int len) {
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main() {
    int arr[10] = {4, 3, 6, 9, 1, 2, 10, 8, 7, 5};
    int len = sizeof(arr) / sizeof(int);

    bubbleSort(arr, len);

    printArray(arr, len);
    // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

    return 0;
}

总结:当数组名传入到函数作为参数时,被退化为指向首元素的指针