CPP指針(1)

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指針

指針

指針的概念

地址
操作系統根據程序中定義變量的類型，給變量分配一定的內存空間。字符型佔1個字節，整型數佔4個字節…。內存區的每個字節都有編號，稱之爲地址。
變量的指針
變量的指針就是變量的地址，當變量定義後，其指針（地址）是一常量。
&
取地址運算符
*
- 用途①
  用於聲明指針變量的時候。
- 用途②
  用於間接訪問變量。
指針變量
指針變量是一個變量，專門用來存放另一變量的地址（指針）。在編譯時也分配一定字節的存儲單元，未賦初值時，該存儲單元內的值是隨機的。
- 一個指針變量只能指向同一類型的變量。
- 指針變量只能存放地址，不要將非地址數據賦給指針變量

int i;
int *pi;
pi = &i;
……
//or
int *pi = &i;
// *pi 等價於 i,訪問*pi 就相當於訪問 i,修改*pi就相當於修改i;
int *p = 100; //非法！！！

一個極其危險的操作

int *p1;
*p1 = 100;
//不知道p1控制哪塊內存，就去修改值，極其危險！！！

用指針交換兩個整數

void mySwap(int *a,int *b)
{
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

int main()
{
    int x = 0, y = 1;
    mySwap(&x, &y);
    cout<<x<<endl;
    cout<<y<<endl;
}

指針運算符的優先級

*與++一起運算

①

    int a = 3,*p;
    p = &a ;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    int b = (*p)++;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    cout<<"a "<<a<<endl;
    cout<<"b "<<b<<endl;

相當於 int b = a++;

指針 0x7ffeefbff62c
指針 0x7ffeefbff62c
a 4
b 3

②

    int a = 3,*p;
    p = &a ;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    int b = *p++;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    cout<<"a "<<a<<endl;
    cout<<"b "<<b<<endl;

++ 後置，是指針++，即指針的類型對應的存儲空間
（int * p ;p++;p右移四個字節）

指針 0x7ffeefbff62c
指針 0x7ffeefbff630
a 3
b 3

有運算結果發現，是先*p,後賦值運算，最後p=p+1;

③


    int a = 3,*p;
    p = &a ;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    int b = *(p++);
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    cout<<"a "<<a<<endl;
    cout<<"b "<<b<<endl;
}

指針 0x7ffeefbff62c
指針 0x7ffeefbff630
a 3
b 3

注意下面兩種寫法等價！！！

int b = *(p++);
int b = *p++;

但是

    int a = 3,*p;
    p = &a ;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    p++;
    int b = *p;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    cout<<"a "<<a<<endl;
    cout<<"b "<<b<<endl;

指針 0x7ffeefbff62c
指針 0x7ffeefbff630
a 3
b -272632248

也就是說下面兩種寫法不等價！！！

// * 號仍然與之前p結合
①
int b = *(p++);
②
p++;
int b = *p;

④

    int a = 3,*p;
    p = &a ;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    int b = ++*p;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    cout<<"a "<<a<<endl;
    cout<<"b "<<b<<endl;

指針 0x7ffeefbff62c
指針 0x7ffeefbff62c
a 4
b 4

這種情況滿足右結合，也就是說下面的三種寫法等價。

int a,*p
p = &a ;
int b = ++*p;
int b = ++(*p);
int b = ++a;

    int a = 3,*p;
    p = &a ;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    int b = ++(*p);
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    cout<<"a "<<a<<endl;
    cout<<"b "<<b<<endl;

指針 0x7ffeefbff62c
指針 0x7ffeefbff62c
a 4
b 4

⑤

    int a[] = {3,4},*p;
    p = &a[0] ;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    int b = *++p;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    cout<<"a[0] "<<a[0]<<endl;
    cout<<"a[1] "<<a[1]<<endl;
    cout<<"b "<<b<<endl;

指針 0x7ffeefbff620
指針 0x7ffeefbff624
a[0] 3
a[1] 4
b 4

一樣是右結合,下面四種寫法等價
①
int b = *++p;
②
int b = *(++p);
③
++p;
int b = *p;
④
p++;
int b = *p;

    int a[] = {3,4},*p;
    p = &a[0] ;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
//    p++;
    ++p;
    int b = *p;
    cout<<"指針 "<<p<<endl;
    cout<<"a[0] "<<a[0]<<endl;
    cout<<"a[1] "<<a[1]<<endl;
    cout<<"b "<<b<<endl;

指針 0x7ffeefbff620
指針 0x7ffeefbff624
a[0] 3
a[1] 4
b 4

指針變量作爲函數參數：
- 函數的參數可以是指針類型，它的作用是將一個變量的地址傳送到另一個函數中。
- 指針變量作爲函數參數與變量作函數參數不同：
  變量作函數參數傳遞的是具體值
  指針作函數參數傳遞的是地址。
- 函數調用不能改變實參指針變量的值，但可以改變實參指針變量所指向變量的值。

void twoTimes(int *b)
{
// b是p的傀儡，但b確實擁有a的地址
    (*b)*=2;
    b++;
}

int main()
{
    int a = 10;
    int *p = &a;
    cout<<"p "<<p<<endl;
    twoTimes(p);
    cout<<"p "<<p<<endl;
    cout<<"a "<<a<<endl;
    return 0;
}

p沒變，p指向的a變了。

p 0x7ffeefbff628
p 0x7ffeefbff628
a 20

虛實結合中採取單向的“值傳遞”方式，只能從實參向形參傳數據，形參值的改變無法回傳給實參。不論是指針變量，還是普通變量。

void mySwap(int *a,int *b)
{
    int *t=a;a=b;b=t;
}
int main()
{
    int a=0,b=1;
    int *pa = &a,*pb = &b;
    cout<<pa<<endl;
    cout<<pb<<endl;
    mySwap(pa, pb);
    cout<<pa<<endl;
    cout<<pb<<endl;
    return 0;
}

0x7ffeefbff628
0x7ffeefbff624
0x7ffeefbff628
0x7ffeefbff624

數組與指針

概念
數組與變量一樣，在內存中佔據內存單元，有地址，一樣可以用指針來表示。C++規定：
數組名就是數組的起始地址；
數組的指針就是數組的起始地址；
數組元素的指針就是數組元素的地址。

int a[10]
//a 、&a[0]就是數組a的指針

p+1
C++規定，p+1指向數組的下一個元素，而不是下一個字節

    int a[10];
    int *p =a;
    *p = 1;
    *++p = 2;
    cout<<a[0]<<endl;
    cout<<a[1]<<endl;

1
2

    int a[10];
    int *p =a;
    *p = 1;
    *++p = 2;
    // *++a = 2;  錯誤！！！
    cout<<a[0]<<endl;
    cout<<a[1]<<endl;

p+i 或 a+i 均表示 a[i] 的地址 &a[i]
引用一個數組的元素有四種方式
(1)下標法，如a[i]或p[i]形式；
(2)指針法，如*(a+i)或*(p+i)
用指向數組的指針變量輸出數組的全部元素

int main() {
    int a[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };
    for (int *p = a; p < (a + 10); p++)
        cout << *p << "  ";
    cout << endl;
    return 0;
}

int main(void)
{   int  a[ ]={1,2,3};
     int  s, i, *p;
     s=1;  p=a;
     for (i=0; i<3; i++)
          s*=*(p+i);
          //  s*=*(p+i); s = s*(a[i]);
      cout<<s<<endl;
}

指針變量作函數參數，接收數組地址
在函數調用時，形參數組並沒有另外開闢新的存儲單元，而是以實參數組的首地址作爲形參數組的首地址。這樣形參數組的元素值發生了變化，也就使實參數組的元素值發生了變化。

實參與形參的結合有以下4種形式：
實參形參
數組名數組名
數組名指針變量
指針變量數組名
指針變量指針變量

這四種形式都是可行的，區別在於：
形參數組名是指針變量時，它並不是一個固定的地址值，它的值可以改變。


void f(int a[])
int main()
{
	int a[10];
	……
	f(a);
}

將數組中的n個數按相反順序存放。

void inv(int *x,int n)
{
    int *p,t,*i,*j,m = (n-1)/2;
    p = x+m;
    i = x;
    j = x+n-1;
    for(;i<p;i++,j--)
    {
        t=*i;*i=*j;*j=t;
    }
}

int main()
{
    int a[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
    inv(a, 10);
    for(int x:a)
    {
        cout<<x<<endl;
    }
    return 0;
}

將字符串中奇數位上的小寫字母轉化爲大寫字母。

void change(char* pstr)
{
    while(1)
    {
        if(*pstr>='a'&& *pstr<='z')
        {
            *pstr -= 32;
        }
        else if(*pstr=='\0')
        {
            return;
        }
        pstr++;
        if(*pstr=='\0')
        {
            return;
        }
        pstr++;
    }
}
int main()
{
    char str[100];
    cin>>str;
    change(str);
    cout<<str<<endl;
    return 0;
}

字符串與指針

① 用字符數組實現字符串

char str[100] = "china";
    char str2[100] = {'c','h','i','n','a','\0'};
    cout<<str<<endl;
    cout<<str2<<endl;

str是數組名，代表數組的首地址，是常量
故而不能改變。只能在聲明時賦值。
char str[10];
str = "ok";  //常量賦值,違法
strcpy(str, "ok");

②用字符串變量（string）存放字符串

cin.getline(char *buf,int bufSize)
//從輸入流中讀取bufSize-1個字符到緩衝區buf，或讀到碰到‘\n’爲止（哪個先到算哪個） 。
cin.getline(char *buf,int bufSize,char delim)
//從輸入流中讀取bufSize-1個字符到緩衝區buf，或讀到碰到delim字符爲止（哪個先到算哪個） 。

注意：如果輸入流中‘\n’或delim之前的字符個數達到或超過了bufSize個，雖然本次讀入已經完成，但是之後的讀入會收到影響，導致下次讀入錯誤字符。

std::getline(std::cin,string str)
//demo:
    string str;
    getline(cin,str);
    cout<<str<<endl;

總結：

cin.getline(char* buf,int bufSize,char delim)  
適合知道讀入大小，固定char數組，速度快
std::getline(cin,string str)  不需要指定大小，速度慢、編譯生成的文件大

一個注意點：

當同時使用cin>>, getline()時，注意在cin>>輸入流完成之後、getline()之前，需要將回車符作爲輸入流, 以清除緩存。

錯誤示範：

int main()
{
    int x;
    string str;
    cin>>x;
    getline(cin,str);
    cout<<x<<endl;
    cout<<str<<endl;
    return 0;
}

//從鍵盤讀取10
10

還沒有來得及輸入字符串，就結束了運行，並且輸出多了一行空格，
原因就是getline()函數讀取了10後面的空格。
解決辦法就是加一行

int main()
{
    int x;
    string str;
    cin>>x;
    getline(cin,str);//用於吸收'\n'
    getline(cin,str); 
    cout<<x<<endl;
    cout<<str<<endl;
    return 0;
}

③ 用字符指針表示字符串
將內存中字符串常量的首地址賦給一個指針變量

char *str = "china";
cout<<str<<endl;
//危險操作，指針未賦值就作指向運算, danger!
char  *string1;     
cin.getline(string1，20);

實現strcpy()

版本一

void myStrcopy(char *b,char *a)
{
    int i;
    for(i=0;*(a+i)!='\0';i++)
    {
        *(b+i)=*(a+i);
    }
    *(b+i) = '\0';
}

int main()
{
    char a[] = "china";
    char b[100];
    myStrcopy(b, a);
    cout<<a<<endl;
    cout<<b<<endl;
    return 0;
}

版本2

void myStrcopy(char *b,char *a)
{
    char *pa=a,*pb=b;
    for(;*pa!='\0';pa++,pb++)
    {
        *pb = *pa;
    }
    *pb = '\0';
}

版本3

void myStrcopy(char *b,char *a)
{
    char *pa=a,*pb=b;
    for(;*pa!='\0';)
    {
        *pb++= *pa++;
    }
    *pb = '\0';
}

小插曲

int x = 10;
while(--x){
}
cout<<x<<endl;
//輸出0
while(x--){
}
cout<<x<<endl;
//輸出-1；

版本4

void myStrcopy(char *b,char *a)
{
    char *pa=a,*pb=b;
    while(*pb++=*pa++);
}

字符指針變量與字符數組的區別
字符數組和字符指針變量都可以實現字符串的存儲和運算，區別在於：
- 字符數組名是常量，定義時必須指明佔用的空間大小。
- 字符指針變量是變量，裏面存儲的是字符型地址，可以整體賦值，但字符串必須以‘\0’結尾。

demo:

char amessage[] = "hello";
char *pmessage = "hello";

① amessage是一個僅僅足以存放初始化字符串以及空字符‘\0’的一維數組。數組中的單個字符可以進行修改，amessage始終指向同一個存儲位置。
amessage是這個字符數組的地址，也就是這個數組的指針，它相當於是個指向變量的常指針。
②pmessage是一個指針，其初值指向一個字符串常量，之後它可以被修改以指向其它地址，但不能通過它修改字符串的內容。
它相當於是指向常變量的指針

1.字符串直接量(string literal)
cout<<“hello”<<endl;將“hello”字符串輸出，沒有使用字符串變量。
C++中"hello"的類型是const char[6]
C中"hello"類型是char[6]

2 字符串直接量可以賦值給指針變量，但是與字符串直接量相關聯的內存空間是隻讀的，是常量字符數組。

在運行時出錯！！！

p[1] = 'a';

那麼如何消除上面的警告？const char*p = "hello";這樣就可以了。

將字符串直接量賦值給字符數組的初始值。編譯器會將字符串直接量複製到數組在棧內存中，可以進行相應的修改。

char stackArray[] = "hello"; 
stackArray[1] = 'a';

但不允許整體修改！

實現字符串比較函數 int strcmp(char *s, char *t)。

int myStrmp(char *a,char *b)
{
    int res=0;
    
    char *pa = a;
    char *pb = b;
    
    while(1)
    {
        if(!*pa && !*pb){
            return 0;
        }
        else if(!*pa || !*pb)
        {
            return *pa-*pb;
        }
        else if(*pa != *pb)
        {
            return *pa-*pb;
        }
        else{
            pa++;
            pb++;
        }
    }
    
    return res;
}

C++中cout輸出字符型指針地址值的方法

    const char* a = "abc";
    cout<<a<<endl;
    cout<<*a<<endl;

abc
a

以上兩種都沒有輸出地址。

const char* a = "abc";
printf("%s\n",a);
printf("%p\n",a);

abc
0x100001f58

這是c裏面的做法，達成我們的目標。

如何用cout輸出指針呢？

C++標準庫中I/O類對<<操作符重載，在遇到字符型指針時會將其當作字符串名來處理，輸出指針所指的字符串。
要輸出地址，得用到強制類型轉換static_cast來實現，把字符串指針轉換成無類型指針。

const char* a = "abc";
cout<<a<<endl;
cout<<static_cast<const void*>(a)<<endl;

abc
0x100001f54

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