对于C/C++中指针的见解

指针的原则：

• 首先不论是什么类型的指针都有单独的存储单元，大小为操作系统的位数（现在大部分是32位，其余是64位）。
• 不论指针的类型是type*、type**、type(*)[]，其最终指向的是一个占一个字节的存储单元地址。
• 指针本身不知道所指向的存储单元是否是指定的类型，但仍然以本指针指定的类型处理其数据。（例：int *p，其中指定的类型是int，不论此指针指向的存储单元是 struct 或者是 double 又或者是 char，都按int类型处理数据）。

 

指针的使用及其意义：

 

例子：

int a = 10; int *p = &a;

• 其中 p 表示指针本身所占存储单元（其中保存的是一个地址）和 其值（表示所指向的存储单元地址）。
• 其中 *p 表示指针指向的存储单元及其值，此例子中是a，其值在这里是10。

讨论指针的四个问题：

• 指针的类型：定义中去掉变量本身所构成的东西，上例中是 int*
• 指针所指向的类型：定义中去掉变量及其前面的*构成的东西，上例中是 int
• 指针的值：指针所指向的内存单元的值，此例中是 &a
• 指针本身所占内存单元：此例中此指针的保存地址是 &p

以后见到指针就先将其的上述四个问题解决，那么其他的便不是问题。

 

 

 

 

下面讲述指针的一些具体用法：

 

1、指向指针的指针

int a = 29; int *p = &a; int **ptr = &p;

 

解读：

ptr 保存的是 p 的地址，p 保存的是 a 的地址。

*ptr == p == &a。

**ptr == *p == a。

 

2、指针*p去掉*后，表示一个存储单元地址，*p表示此单元地址的值。

 

3、数组与指针的关系

type a[20];

其中a表示两个意思：

其一，它代表整个数组，它的类型是type[20]。

其二，它是一个指针，具有单独的存储地址，类型是type*，指向的是a[0]。

 

 

4、结构体与指针

struct Example { long a; long b; long c; }; struct Example ex; struct *pex = &ex; long *pl = (long*)&ex;

 

调用结构体数据的方法：

pex->a;

pex->b;

pex->c;

或者

*pl;          //调用a

*(pl+1);   //调用b

*(pl+2);   //调用c

 

如上两种方案都可以调用结构体的数据，前提是结构体的数据时连续存放，且没有填充数据（填充数据的原因是在某种编译环境下有字对齐，双字对齐，或者4字对齐）。如果有填充数据，那么第二种方案就可能调用填充的字节。

 

 

5、指针和引用

• 引用实际上是使用指针实现的，编译器隐藏了其实现的细节，是特殊化的指针。
• 引用在创建时必须初始化，即引用到一个有效的对象，而指针可以是NULL，不与其他的存单元相关联。
• 引用从产生到销毁都只能指向一个存储单元，但指针可以改变指向存储单元。
• 引用的创建和销毁，与指针类似，不使用类的拷贝构造函数。
• 引用的效率与指针相同，使用也很直观。

例：

//使用指针交换数据

bool swap(int *pA, int *pB) { if ((pA == NULL) || (pB == NULL)) return false; int temp = *pA; int *pA = *pB; int *pB = temp; return true; } void swap(int &A, int &B) { int temp = A; A = B; B = temp; }

指针做为函数的形参，只用当NULL有意义的时候才选择，除此之外，都使用引用作为形参。

 

例：

//如下是得到结构体大小的函数

int GetSize(Example ex); int GetSize(const Example &ex);

 

分析：第一个函数使用的是传值调用，使用此函数时要创建一个Example对象ex，调用结束时要销毁这个对象。

第二个函数就只是引用一下对象ex，不创建新的对象，使用const也不改变对象。

 

当传递struct作为形参时，使用const和引用。

 

6、指针数组和数组指针

1. 指针数组：形如type *p[N]，因为 [] 的优先级大于 * 所以 p 先是数组然后变成指针数组。使用在如下的情况：有关系的多组数据存储在不连续的存储单元中，需要一个索引将他们关联起来。于是指针数组就形成了。
2. 数组指针：形如type (*p)[N]，因为 () 和 [] 的优先级相同，从左到右执行，所以 p 是一个指针然后指向一个N个单元的数组。使用在如下情况：一个固定大小为N个单元的数据连续存储，需要一个索引，只要求其指向第一个单元就可以引用其他的单元，就有了指向数组的指针。

7、指针与函数

例：

int (*func)(int a); int fun(int a) { return a; } void main() { func = fun; printf("%d", func(10)); }

 

关于指针我就介绍到这里了，算是抛砖引玉吧。

 

现在有个问题等待解答：

• 请问，指针是一个和操作系统位数大小一样的存储单元，保存的是一个32位或64位的地址，那么请问它是怎么确定自己的类型的？