C++数组和指针实用经验

文章内容均抄自    刘光《C++程序员不可不知的101条实用经验》

1.理解指针的本质

数组和指针的区别在于数组的长度是固定的，只能存取某一种元素，一旦创建就不允许添加其他的元素。而指针可以像索引一样指向数组的每个元素。

C++规定：存放地址的变量称为指针变量，变量的地址称为变量的指针。在32位系统中指针的宽度为32位（即4个字节）。

小心陷阱：

（1）一个指针变量定义了就要确保初始化，以防指针悬空或变成野指针

（2）如果一个指针变量被delete后，确保其被赋值为NULL，防止指针变量变为野指针

（3）如果一个函数的形参可以接受所有类型的指针，将此形参类型声明为void*型，如memcpy函数

（4）禁止使用void*指针操纵其所指向的对象，因为void*操作对象时无法确定对象的类型

（5）指针不运算“指针 + 指针”的算术操作，不能对void*进行算术操作，因为无法指定到底移动几个字节

2.论数组和指针的等价性

什么时候指针和数组等价：

①表达式中数组名被编译器当做一个指向该数组首元素的指针

②下标总是与指针的偏移量相同

③在函数形式参数声明中，数组名被编译器当做指向数组首元素的指针

请谨记：

（1）作为函数形参时，指针和数组等价，数组会退化为一个指向数组首元素的指针

（2）数组名被编译器当做一个指向该数组首元素的指针，而且是const指针

（3）无论采用a[i]或*(a+i)的形式访问，编译器在编译时均会改写成*(a+i)指针形式访问

3.再论数组和指针的差异性

指针和数组的差异包括两个方面，第一个是两者含义上的区别，第二个是计算容量的差别

（1）数组对应着一块内存区域，而指针是指向一块内存区域，其地址和容量在生命期里不会改变，只有数组的内容可以改变。而指针指向的区域大小可以随时改变，而且指针指向常量时它的内容是不可以改变的。

（2）使用sizeof而已计算数组的字节数，但不能计算出指针所指内存的字节数，对指针做sizeof运算的结果始终是4

请谨记：

（1）数组标识一块区域，数组名称不占用内存；指针指向一块区域，指针会分配内存

（2）使用数组定义变量，声明此数组共其他地方使用时，一定要保持声明和定义一致，不能把数组声明为指针。

4.充满疑惑的数组指针和指针数组

数组指针为指向数组的指针，即是指向数组首元素地址的指针。如 int (*p)[5];

指针数组为可存放指针的数组，数组的每个元素均为指针，如 int *p[5];

int(*p)[5]表示一个指向二维数组的指针变量，该二维数组的列数必须为5。而指针数组int*p[5]表示一个指针数组，它的5个元素均为指针变量

请谨记：

（1）在数组指针中，声明的维数表示指针数组的元素数，而不是指针本身的元素数

（2）指针数组的每个元素均为指针，指向的数据类型为声明时的类型，声明时元素数既是指针数组的元素数

（3）数组指针可用于二维数组元素的操作，只要数组指针声明时的元素数和二维数组第二维元素数一样，二维数组名可直接赋值给数组指针

5.禁止以多态的形式处理数组

小心陷阱：

（1）在使用数组时，一定要保证保存的元素和使用的元素是相同类型的对象，否则会产生不可预期的结果

（2）数组作为函数的形参传给函数，在函数内部数组退化为指针，对此数组名进行的任何操作都会转化为对指针的操作

（3）通过基类指针删除一个由子类构成的数组，其结果未定义

6.防微杜渐，拒绝野指针

野指针不是NULL指针，而是指向“垃圾”内存的指针，在某些环境下使用野指针，程序可以正常运行，但并不表明程序是正确的

野指针的产生过程：

（1）指针变量未初始化。

（2）指针所指向的对象已经不存在了，编程人员误以为指针还是一个合法的指针

（3）指针操作超出变量的作用范围

预防野指针：

（1）声明指针时切记初始化

（2）指针释放后要置为NULL

（3）如果指针作为函数的输入参数时，在引用参数前首先对指针进行参数检查

（4）尽量使用引用替代指针

7.臭名昭著的空指针到底是什么

空指针不是任何变量的指针，同样空指针也不是野指针，每种指针都有一个空指针，而且每种变量的空指针也都不是此种变量的地址

请谨记：

（1）空指针不一定就是0，但必须是指向不能被变量分配到的地址，而NULL肯定是0

（2）赋值为空指针的变量，可确保变量不指向任何对象或函数。合理地使用空指针可有效避免内存泄漏，提高程序的执行效率

8.多维数组和指针

小心陷阱：多维数组作为形参时，第一维的长度其实并不重要，因为在计算下标值时用不到它，但第二维及以后各维必须声明，且各维的声明长度必须和实参传值时数组对应的各维长度保持一致，否则会导致不可预知的行为

请谨记：

（1）多维数组名和多重指针在任何时候都不等价。在C++中多维数组就是一维数组，知识数组中的每个元素又是一个数组。多重指针指的是指向另一个指针的指针

（2）多维数组的数组名的类型是数组指针，而不是多重指针

9.引用和指针的差异

小心陷阱：

（1）声明一个引用不是定义一个新的变量。仅表示该引用名是目标变量名的一个别名。它本身不是一种类型，因此不占用存储单元

（2）对引用求地址和对目标变量求地址是等价的

指针和引用的相同点：指针和引用都是地址的概念，指针只想一块内存，它所存储的内容是地址，而引用是某块地址的别名。两者都可通过间接方式实现数据操作（指针使用*和->，引用使用.），都可实现继承类的动态绑定。

指针和引用的不同点：指针是一个实体，而引用是一个别名，不占用存储空间。引用只能在定义时初始化，且初始化后不可以更改，指针可以任意时候初始化并再次赋值。引用不能用const和volatile关键字修饰，而指针可以。