C语言和C++指针的应用详解

　　C++指针应用详解

　　要了解指针，多多少少会出现一些比较复杂的类型，所以我先介绍一下如何完全理解一个复杂类型，要理解复杂类型其实很简单，一个类型里会出现很多运算符，他们也像普通的表达式一样，有优先级，其优先级和运算优先级一样，所以我总结了一下其原则：

　　从变量名处起，根据运算符优先级结合，一步一步分析。

　　下面让我们先从简单的类型开始慢慢分析吧：

　　int p; //这是一个普通的整型变量

　　int *p; //首先从P 处开始，先与*结合，所以说明P 是一个指针，然后再与int 结合，说明指针所指向的内容的类型为int 型。所以P 是一个返回整型数据的指针

　　int p［3］; //首先从P 处开始，先与［］结合，说明P 是一个数组，然后与int 结合，说明数组里的元素是整型的，所以P 是一个由整型数据组成的数组

　　int *p［3］; //首先从P 处开始，先与［］结合，因为其优先级比*高，所以P 是一个数组，然后再与*结合，说明数组里的元素是指针类型，然后再与int 结合，说明指针所指向的内容的类型是整型的，所以P 是一个由返回整型数据的指针所组成的数组

　　int （*p）［3］; //首先从P 处开始，先与*结合，说明P 是一个指针

　　//然后再与［］结合（与“（）”这步可以忽略，只是为

　　//了改变优先级），说明指针所指向的内容是一个

　　//数组，然后再与int 结合，说明数组里的元素是

　　//整型的。所以P 是一个指向由整型数据组成的数

　　//组的指针

　　int **p; //首先从P 开始，先与*结合，说是P 是一个指针，然

　　//后再与*结合，说明指针所指向的元素是指针，然

　　//后再与int 结合，说明该指针所指向的元素是整

　　//型数据。由于二级指针以及更高级的指针极少用

　　//在复杂的类型中，所以后面更复杂的类型我们就

　　//不考虑多级指针了，最多只考虑一级指针。

　　int p（int）; //从P 处起，先与（）结合，说明P 是一个函数，然后进入

　　//（）里分析，说明该函数有一个整型变量的参数

　　//然后再与外面的int 结合，说明函数的返回值是

　　//一个整型数据

　　Int （*p）（int）; //从P 处开始，先与指针结合，说明P 是一个指针，然后与

　　//（）结合，说明指针指向的是一个函数，然后再与（）里的

　　//int 结合，说明函数有一个int 型的参数，再与最外层的

　　//int 结合，说明函数的返回类型是整型，所以P 是一个指

　　//向有一个整型参数且返回类型为整型的函数的指针

　　int *（*p（int））［3］; //可以先跳过，不看这个类型，过于复杂

　　//从P 开始，先与（）结合，说明P 是一个函数，然后进

　　//入（）里面，与int 结合，说明函数有一个整型变量

　　//参数，然后再与外面的*结合，说明函数返回的是

　　//一个指针，，然后到最外面一层，先与［］结合，说明

　　//返回的指针指向的是一个数组，然后再与*结合，说

　　//明数组里的元素是指针，然后再与int 结合，说明指

　　//针指向的内容是整型数据。所以P 是一个参数为一个

　　//整数据且返回一个指向由整型指针变量组成的数组

　　//的指针变量的函数。

　　说到这里也就差不多了，我们的任务也就这么多，理解了这几个类型，其它

　　的类型对我们来说也是小菜了，不过我们一般不会用太复杂的类型，那样会

　　大大减小程序的可读性，请慎用，这上面的几种类型已经足够我们用了。

　　1、细说指针

　　指针是一个特殊的变量，它里面存储的数值被解释成为内存里的一个地址。

　　要搞清一个指针需要搞清指针的四方面的内容：指针的类型、指针所指向的

　　类型、指针的值或者叫指针所指向的内存区、指针本身所占据的内存区。让

　　我们分别说明。

　　先声明几个指针放着做例子：

　　例一：

　　（1）int*ptr;

　　（2）char*ptr;

　　（3）int**ptr;

　　（4）int（*ptr）［3］;

　　（5）int*（*ptr）［4］;

　　1.指针的类型

　　从语法的角度看，你只要把指针声明语句里的指针名字去掉，剩下的部

　　分就是这个指针的类型。这是指针本身所具有的类型。让我们看看例一中各

　　个指针的类型：

　　（1）int*ptr;//指针的类型是int*

　　（2）char*ptr;//指针的类型是char*

　　（3）int**ptr;//指针的类型是int**

　　（4）int（*ptr）［3］;//指针的类型是int（*）［3］

　　（5）int*（*ptr）［4］;//指针的类型是int*（*）［4］

　　怎么样？找出指针的类型的方法是不是很简单？

　　2.指针所指向的类型

　　当你通过指针来访问指针所指向的内存区时，指针所指向的类型决定了

　　编译器将把那片内存区里的内容当做什么来看待。

　　从语法上看，你只须把指针声明语句中的指针名字和名字左边的指针声

　　明符*去掉，剩下的就是指针所指向的类型。例如：

　　（1）int*ptr; //指针所指向的类型是int

　　（2）char*ptr; //指针所指向的的类型是char

　　（3）int**ptr; //指针所指向的的类型是int*

　　（4）int（*ptr）［3］; //指针所指向的的类型是int（）［3］

　　（5）int*（*ptr）［4］; //指针所指向的的类型是int*（）［4］

　　在指针的算术运算中，指针所指向的类型有很大的作用。

　　指针的类型（即指针本身的类型）和指针所指向的类型是两个概念。当你

　　对C 越来越熟悉时，你会发现，把与指针搅和在一起的“类型”这个概念分成

　　“指针的类型”和“指针所指向的类型”两个概念，是精通指针的关键点之一。

　　我看了不少书，发现有些写得差的书中，就把指针的这两个概念搅在一起了，

　　所以看起书来前后矛盾，越看越糊涂。

　　3.指针的值----或者叫指针所指向的内存区或地址

　　指针的值是指针本身存储的数值，这个值将被编译器当作一个地址，而

　　不是一个一般的数值。在32 位程序里，所有类型的指针的值都是一个32 位

　　整数，因为32 位程序里内存地址全都是32 位长。指针所指向的内存区就

　　是从指针的值所代表的那个内存地址开始，长度为si zeof（指针所指向的类

　　型）的一片内存区。以后，我们说一个指针的值是XX，就相当于说该指针指

　　向了以XX 为首地址的一片内存区域；我们说一个指针指向了某块内存区域，

　　就相当于说该指针的值是这块内存区域的首地址。

　　指针所指向的内存区和指针所指向的类型是两个完全不同的概念。在例

　　一中，指针所指向的类型已经有了，但由于指针还未初始化，所以它所指向

　　的内存区是不存在的，或者说是无意义的。

　　以后，每遇到一个指针，都应该问问：这个指针的类型是什么？指针指

　　的类型是什么？该指针指向了哪里？（重点注意）

　　4 指针本身所占据的内存区

　　指针本身占了多大的内存？你只要用函数sizeof（指针的类型）测一下

　　就知道了。在32 位平台里，指针本身占据了4 个字节的长度。

　　指针本身占据的内存这个概念在判断一个指针表达式（后面会解释）是

　　否是左值时很有用。

　　2、指针的算术运算

　　指针可以加上或减去一个整数。指针的这种运算的意义和通常的数值的加减

　　运算的意义是不一样的，以单元为单位。例如：

　　例二：

　　char a［20］;

　　int *ptr=（int *）a; //强制类型转换并不会改变a 的类型

　　ptr++;

　　在上例中，指针ptr 的类型是int*，它指向的类型是int，它被初始化

　　为指向整型变量a。接下来的第3 句中，指针ptr 被加了1，编译器是这样

　　处理的：它把指针ptr 的值加上了sizeof（int），在32 位程序中，是被加上

　　了4，因为在32 位程序中，int 占4 个字节。由于地址是用字节做单位的，

　　故ptr 所指向的地址由原来的变量a 的地址向高地址方向增加了4 个字节。

　　由于char 类型的长度是一个字节，所以，原来ptr 是指向数组a 的第0 号

　　单元开始的四个字节，此时指向了数组a 中从第4 号单元开始的四个字节。

　　我们可以用一个指针和一个循环来遍历一个数组，看例子：

　　例三：

　　int array［20］={0};

　　int *ptr=array;

　　for（i=0;i《20;i++）

　　{

　　（*ptr）++;

　　ptr++；

　　}

　　这个例子将整型数组中各个单元的值加1。由于每次循环都将指针ptr

　　加1 个单元，所以每次循环都能访问数组的下一个单元。

　　再看例子：

　　例四：

　　char a［20］=“You_are_a_girl”;

　　int *ptr=（int *）a;

　　ptr+=5;

　　在这个例子中，ptr 被加上了5，编译器是这样处理的：将指针ptr 的

　　值加上5 乘sizeof（int），在32 位程序中就是加上了5 乘4=20。由于地址

　　的单位是字节，故现在的ptr 所指向的地址比起加5 后的ptr 所指向的地址

　　来说，向高地址方向移动了20 个字节。在这个例子中，没加5 前的ptr 指

　　向数组a 的第0 号单元开始的四个字节，加5 后，ptr 已经指向了数组a 的

　　合法范围之外了。虽然这种情况在应用上会出问题，但在语法上却是可以的。

　　这也体现出了指针的灵活性。

　　如果上例中，ptr 是被减去5，那么处理过程大同小异，只不过ptr 的

　　值是被减去5 乘sizeof（int），新的ptr 指向的地址将比原来的ptr 所指向

　　的地址向低地址方向移动了20 个字节。

　　下面请允许我再举一个例子：（一个误区）