谈谈指针及其相关的若干体会

        接触C与C++也有一段时间，因为项目关系，转做Java。现在有时间，再回头看看C++里的东西。对指针理解也比以前有更多的想法。现在把我想到的一些整理出来。期间配合一些小练习，希望可以启发各位看官的思维。

一、指针与变量名

      指针：可以存放一个地址的变量。

      变量名：如果把内存比喻成一个盒子，变量名就是写在盒子上的编号。而指针是另外一个盒子，这个盒子里有张纸条，写着某个盒子的编号。就下面这个例子可以等价理解变量名：#define i 1080; 也就是说变量名就是它开辟内存空间地址的别名而已。

      例如：

int i = 15;
int *p;
p = &i;

      对于指针的再赋值有两种：对指针所指空间赋值，例如：*p = 10;

      另外一种，是对指针本身的值再赋值，例如： p = &j;

 

       对于变量名代表的地址空间内存，系统会在它的生命周期结束时释放掉。而指针所指向的地址空间是不会主动释放的，只是因为指针所指向的空间可能是有主之物，即有变量名来代表它，如果释放多次是会出错的。（当然指针本身所占的两个字节长度的空间是要释放掉的，如上图中指针p所占的1082空间的内存。）因此，如果通过指针申请的内存是要代码编写者手工释放的。

      练习：请画出下列程序，内存空间分布是示意图。

int i=15,j,*p,*q;
p = &i;
*p = 20;
j = 2* *p;
q = &i;
*p = *q – 1;
q = &j;
*p = *q – 1;

 

二、指针与数组

       对于数组的使用有了指针和变量名概念，就可以更深刻的理解数组了。数组是按序排列的同类数据元素的集合。

如：int a[5];我们可以通过a[i]的方式访问数组中的各元素，但是 a = p  或者 a++ 等操作却是非法的。现在我们来看看a 到底是什么意思。

       数组名可以理解为数组第一个元素的常量指针。所谓的常量指针，也就指它的指针指向是不能改变的。也就是说除了让它指向另一个地址空间外，它就是个指针。在不违法这个前提下，它可能像一般的指针一样使用。所以以下代码是合法的。

int a[5];
int i = 0;
for(i=0;i<5;i++)
{
    a[i] = i;
}

int sum = 0;

for(sum = *a,i=1;i<5;i++)
{
    printf("sum:%d",sum);
    sum += *(a+i);
    printf(",a[%d]=%d\n",i-1,*(a+i));
}
printf("sum:%d\n",sum);

        它的运行结果如下：

 

       其实以上主要部分的代码，等价于：

for(sum = a[0],i=1;i<5;i++)
    sum += a[i];

       此外，数组声明的内存空间是静态的，程序运行阶段数组的大小是固定的。可以通过指针动态申请内存空间。使用赋值语句如：p = new int [n]; 其使用操作和数组基本等价，但是p是可以指向另外的内存空间的。并且在其生命周期结束时编译器不会帮忙回收它申请的内存空间，需要程序员手工释放。使用delete关键字，delete []p; []代表p指向的是一个数组空间，而不是一个变量的地址空间。

练习1：如何理解int *pa[5]？

       pa是一个具有5个元素的指针数组，每个元素师一个int型指针。

       或者说：一个数组 pa[5] 它的类型是 int *;

练习2：用不同单元长度的数组来表示杨辉三角

       参考代码如下：

#include<iostream>
using namespace std;
const  int m=5;
int main ()
{
	int **a=new int *[m];
	for(int i=0;i<m;i++)
	{	a[i]=new int[i+1];
	}
	for(int i=0;i<m;i++)
	{	a[i][0]=1;
		a[i][i]=1;
	}
	for(int i=2;i<m;i++)
	{	for(int j=1;j<i;j++)
		{	a[i][j]=a[i-1][j-1]+a[i-1][j];
		}
	}
	for(int i=0;i<m;i++)
	{	for(int j=0;j<=i;j++)
		{	cout<<a[i][j]<<"\t";
		}
		cout<<endl;
	}
	return 0;	
}

 

 

三、指针与引用变量

引用（为变量多取一个名字）

a)        引用声明时必须初始化

b)       引用不允许改变其值

   思考：那么引用是否会开辟内存空间？

     考虑以下代码：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{	int a=4;
	int &b=a;
	int *p=&a;
	cout<<"a="<<a<<"  b="<<b<<endl;
	cout<<"&a="<<&a<<"  &b="<<&b<<endl;
	cout<<"sizeof(b)="<<sizeof(b)<<endl;
	cout<<"sizeof(&b)="<<sizeof(&b)<<endl;
	cout<<"sizeof(p)="<<sizeof(p)<<endl;
	return 1;
}

       其运行结果如下：

      通过运行结果：

              可以把引用当作这个变量的新变量名理解。打个比方说，就是你的小名之类的称呼。引用变量是作为常量指针来实现的，它们之间的区别在于：常量指针使用值是通过*运算符,引用则是直接使用变量名。对于 int n =5,*p = &n, &r = n.。取值上，*p 等价于 r。使用声明：int * const p = &n 。 *p 就完全等价于r了。