【C++】《C++ Primer Plus》笔记（2）——指针

指针与C++基本原理

指针的声明和初始化

指针和数字

指针与内存分配

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指针与C++基本原理

面向对象的编程和传统的过程性编程的区别在于,OOP强调在运行阶段（而不是编译阶段）进行决策。

运行阶段指的是，程序正在运行时，编译阶段指的是编译器将程序组合起来时。

运行阶段进行决策提供了灵活性，可以根据当时的情况进行调整。

例如，为数组分配内存的情况，传统的情况是声明一个数组，而在C++中声明数组,必须提前指定数组的长度,因此,数组的长度在编译时就已经确定好了,这就是编译阶段的决策.为了安全起见,通常数组开得都比较大,但程序在大多数情况下都是浪费了内存的

OOP将这样的决策推迟到运行阶段，来动态地确定数组的长度。C++采取的方法是，使用关键字new来请求正确数量的内存以及使用指针来跟踪新分配的内存的位置。

OOP并非C++独有,但是C++这一特性,使得代码比C语言简单。

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指针的声明和初始化

指针名表示的是地址。*运算符，称为间接值（indirect value)0 )或者解除引用(dereferencing)运算符,将其应用于指针,可以得到该地址处所储存的值(C++是根据上下文来确定所指的值是乘法还是解除引用）。例如p是一个指针,则p表示的是一个地址,*p表示存储在该处的值

/**@brief 演示指针的用法

*

* lq_pointer_demo(),通过简单的示例演示了指针的用法

*/

void lq_pointer_demo()

{

                 using namespace std;

                 int target = 1;

                 int *pointer;

                pointer = ⌖

                cout << "target=" << target << endl;

                cout << "*pointer=" << *pointer << endl;

                cout << "Address:&target=" << &target ;

                cout << ",pointer=" << pointer << endl;

                cout << "Now, use pointer to change the value..." << endl;

                *pointer = *pointer + 200;

                cout << "Now target=" << target << endl;

                cout << "*pointer=" << *pointer << endl;

                cout << "Address:&target=" << &target ;

                cout << ",pointer=" << pointer << endl;

}

Tip:*两边的空格是可选的,通常,C程序员使用这种格式:

int *ptr;

来强调*ptr是一个int类型的值.

而C++程序员很多采用这种格式：

int* ptr;

来强调int* 是一种类型——指向int类型的指针。

这两种格式对于机器来说没有区别，甚至不加空格，或者*两边都有空格也没有关系。

和数组一样，指针都是基于其他类型的，但指向不同类型的指针，它们本身的长度通常是相同的。地址的长度，既不能指示关于变量的长度或类型的任何信息，也不能指示该地址上有什么值。

一般来说，地址需要2或者4个字节，这取决于计算机系统（有些系统可能需要更大的地址，系统可以针对不同的类型使用不同长度的地址）。

！！！指针的危险

一定要在对指针使用*（解除引用运算符）之前，将指针初始化为一个确定的、适当的地址！！！

例子：

long *ptr;

*ptr=250;

ptr没有初始化，所以其可能是任何值。而按照程序，不管其是任何值，其都会被解释为存储250的地址。ptr指向的地方，可能并非是要存储250的地方，因此可能导致最隐秘、最难跟踪的bug.

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指针和数字

指针和整型式截然不同的类型，不能简单地将整数赋值给指针；

例如：

int *ptr;

ptr=0x001AFD28;//违法，左侧为指向int型的指针，右侧为整型

可以通过强制类型转换，将数字转换为合适的地址

int *pt;

ptr=(int* )0x001AFD28;//类型匹配

但是，pt是int型的地址，但不表示pt本身就是int型。有些平台中，int 类型是2个字节，而地址则是4个字节。

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指针与内存分配

指针真正的用武之地在于——在运行阶段分配未明名的内存来存储值，这种情况下，只能通过指针来访问内存。

在C中，可以使用库函数malloc( )来分配内存；C++除此之外，还有更好的方法，就是new运算符！

new运算符的作用就是为一个数据对象（可以是结构，也可以是基本数据类型）找到一个长度正确的内存快，并返回该内存块的地址。

通用使用格式格式如下：

typeName * pointer_name = new typeName;

和传统的指针初始化方法：

typeName   target;

typeName*  pointer_name=&target;

两者相比 ，使用new建立的指针指向的内存没有名称，它使得程序在管理内存方面有更大的控制权。

/**@brief 用来演示new动态分配内存的过程

* @param 无

* void lq_use_new_demo()

*/

voidlq_use_new_demo()

{

                usingnamespacestd;

                int* p1 =newint;

                *p1 = 1001;

                double* p2 =newdouble;

                *p2 = 1001.0;

                cout<<"int value="<<*p1<<", location="<<p1<<endl;

                cout<<"double value="<<*p2<<", location="<<p2<<endl;

                cout<<"size of p1="<<sizeof(p1)<<", size of *p1="<<sizeof(*p1)<<endl;

                cout<<"size of p2="<<sizeof(p2)<<", size of *p1="<<sizeof(*p2)<<endl;

}

例子中int 指针和double指针的长度相同，都是地址，但是由于声明了指针的类型，所以显示出(*p1)是4字节的int型，（*p2)是8字节的double型。

对于指针，new分配的内存块通常和常规变量声明分配的内存块不同，变量的值都存储在称为栈（stack）的内存区域中，而new从被称为堆（heap）或者自由存储区（free store）的内存区域分配内存。

对于内存耗尽以及分配失败的情况，C++提供了相应的处理机制和工具。

new 一定要和 delete 配对使用！！！

也就是，只能用delete来释放使用new分配的内存，但是对于空指针使用delete是安全的。

否则可能发生内存泄漏（memory leak）的情况，被分配的内存再也无法使用。如果内存发生严重泄漏，则程序将会由于不断寻找更多内存而终止。

int *ptr = new int;

...

delete ptr;

这样将会释放ptr指向的内存，但是不会删除ptr本身。需要时，还可以将ptr重新指向一个新分配的内存块。

另外：不要释放已经释放的内存块（这样做，结果将是不确定的）；

不能使用delete来释放声明变量所获得的内存