指针

博主： kdmy
发布时间：2022 年 10 月 09 日
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分类：学习

# 指针
指针(pointer)“指向(point to)“另外一种类型的复合类型。与引用类似，指针也实现了对其它对象的间接访问。
指针本身就是一个对象，允许对指针赋值和拷贝，而且在指针的生命周期内它可以先后指向几个不同的对象。
指针无需在定义时赋初值。在块作用域内定义的指针如果没有被初始化，也将拥有一个不确定的值。
`int *p1, p2;` //p1和p2都是指向int型对象的指针
`double dp, *dp2` //dp2都是指向double型对象的指针，dp是double型
## 获取对象的地址
指针存放着某个对象的地址，想要获取该地址，需要使用取址符(操作符&):
```C++
int ival = 42;
int *p = &ival; //p存放变量ival的地址，或者说p是指向ival的指针
```
因为引用不是对象，没有实际地址，所以不能定义指向引用的指针。
## 指针值
指针的值（即地址）应属于下列4种状态之一：
1. 指向一个对象
2. 指向紧邻对象所占空间的下一个位置。
3. 空指针，意味着指针没有指向任何对象。
4. 无效指针，也就是上述情况之外其他值。
试图拷贝或以其他方式访问无效指针的值都将引发错误。
## 利用指针访问对象
如果一个指针指向了一个对象，则允许使用解引用符(操作符 *)来访问该对象：
```C++
int ival = 42;
int *p = &ival; //p存放着变量ival的地址，或者说p是指向ival的指针
cout << *p << endl; //由符号*得到指针p所指的对象，输出42
```
对指针解引用会得出所指的对象，因此如果给解引用的结果赋值，实际上也就是给制作所指的对象赋值：
```C++
*p = 0； //由符号*得到指针p所指的对象，即可经由p为变量ival的赋值
cout << *p << endl; //输出0
```
为 *p 赋值实际上是为了 p 所指的对象赋值。
## 空指针
空指针（null pointer）不指向任何对象，在试图使用一个指针代码可以首先检查它是否为空。以下列出几个生成空指针的方法：
```C++
int *p = nullptr; //等价于int *p = 0;
int *p = 0; //直接将p2初始化为字面常量0
//首先需要 #include cstdlib
int *p3 =NULL; //等价于int *p = 0;
```
现在的C++程序最好使用nullptr，同时尽量避免使用NULL。
## 赋值和指针
引用本身并非一个对象。一旦定义了引用，就无法令其再绑定到另外的对象，之后每次使用这个引用都是访问它最初绑定的那个对象。
指针和它存放的地址之间就没有这种限制了。和其他任何变量（只要不是引用）一样，给指针赋值就是令它存放一个新的地址，从而指向一个新的对象：
```C++
int i = 42;
int *pi = 0; //pi被初始化，没有指向任何对象
int *pi2 = &i; //pi2被初始化，存有i的地址
int *pi3; //如果pi3定义于块内，则pi3的值是无法确定的

pi3 = pi2; //pi3和pi2指向同一个对象i
pi2 = 0; //现在pi2不指向任何对象了
```
## 其他指针操作
只要指针有一个合法值，就能将它用在条件表达式中。和采用算术值作为条件遵循的规则类似，如果指针的值是0，条件则取false:
```C++
int ival = 1024;
int *pi = 0; //pi合法，是一个空指针
int *pi2 = &ival; //pi2是一个合法的指针，存放着ival的地址
if(pi) //pi的值是0，因此条件存放的值是false
 //....
if(pi2) //pi2指向ival，因此它的值不是0，条件的值是true
 //....
```
任何非0指针，对应的条件值都是true。
## void* 指针
void*是一种特殊的指针类型，可以用于存放任意对象的地址。
```C++
double obj = 3.14, *pd = &obj;
 //正确：void*能存放任意类型对象的地址
void *pv = &obj; //obj可以是任意类型的对象
pv = pd; //pv可以存放任意类型的指针
```
利用void* 指针能做的事比较有限：拿它和别的指针比较、作为函数的输入或输出，或者赋值给另一个void* 指针。不能直接操作void*指针所指的对象，因为我们并知道这个对象到底是什么类型，也就无法确定能在这个对象上做哪些操作。
## 指向指针的指针
通过* 的个数可以区分指针的级别。也就是说，**表示指向指针的指针，***表示指向指针的指针的指针，以此类推：
```C++
int ival = 1024;
int *pi = &ival; //pi指向一个int型的数
int **ppi = π //ppi指向一个int型的指针
```
此处pi是指向int型数的指针，而ppi是指向int型指针的指针，下图描述了它们之间的关系。

![图片描述](https://kdmy.xyz/xuexitu/c.jpg)

解引用int型指针会得到一个int型的数，同样，解引用指向指针的指针会得到一个指针。此时为了访问最原始的那个对象，需要对指针的指针做两次解引用：
```C++
cout << "输出方式：\n"
 << "int类型输出：" << ival << "\n"
 << "指向ival的指针：" << *pi << "\n"
 << "指向指针的指针：" << **ppi
 << endl;
```
该程序使用三种不同的方式输出了变量ival的值：第一种直接输出；第二种通过int型指针pi输出；第三种两次解引用ppi，取得ival的值。
## 指向指针的引用
引用本不是一个对象，因此不能定义指向引用的指针。但指针是对象，所以存在对指针的引用：
```C++
int i = 42;
int *p; //p是一个int型指针
int &r = *p; //r是一个对指针p的引用

r = &i;       //r引用了一个指针，因此给r赋值&i就是令p指向1
*r = 0;       //解引用r得到i，也就是p指向的对象，将i的值改为0
```

pi3 = pi2; //pi3和pi2指向同一个对象i
pi2 = 0; //现在pi2不指向任何对象了
```
## 其他指针操作
只要指针有一个合法值，就能将它用在条件表达式中。和采用算术值作为条件遵循的规则类似，如果指针的值是0，条件则取false:
```C++
int ival = 1024;
int *pi = 0; //pi合法，是一个空指针
int *pi2 = &ival; //pi2是一个合法的指针，存放着ival的地址
if(pi) //pi的值是0，因此条件存放的值是false
 //....
if(pi2) //pi2指向ival，因此它的值不是0，条件的值是true
 //....
```
任何非0指针，对应的条件值都是true。
## void* 指针
void*是一种特殊的指针类型，可以用于存放任意对象的地址。
```C++
double obj = 3.14, *pd = &obj;
 //正确：void*能存放任意类型对象的地址
void *pv = &obj; //obj可以是任意类型的对象
pv = pd; //pv可以存放任意类型的指针
```
利用void* 指针能做的事比较有限：拿它和别的指针比较、作为函数的输入或输出，或者赋值给另一个void* 指针。不能直接操作void*指针所指的对象，因为我们并知道这个对象到底是什么类型，也就无法确定能在这个对象上做哪些操作。
## 指向指针的指针
通过* 的个数可以区分指针的级别。也就是说，**表示指向指针的指针，***表示指向指针的指针的指针，以此类推：
```C++
int ival = 1024;
int *pi = &ival; //pi指向一个int型的数
int **ppi = &pi; //ppi指向一个int型的指针
```
此处pi是指向int型数的指针，而ppi是指向int型指针的指针，下图描述了它们之间的关系。

![图片描述](https://kdmy.xyz/xuexitu/c.jpg)

r = &i;       //r引用了一个指针，因此给r赋值&i就是令p指向1
*r = 0;       //解引用r得到i，也就是p指向的对象，将i的值改为0
```

最后修改：2024 年 03 月 17 日