C++ 指针操作

指针定义

变量：内存变量的简称

&变量名：获取变量的起始地址

长度：

• int：四字节
• long：四字节
• long long：八字节
• double：八字节
• 指针：32 位电脑四字节，64 位电脑八字节

指针变量：简称指针，用于存放变量的起始地址

语法：数据类型* 指针名

指针使用

指针声明但未赋值时，是不能使用的

*指针名：解引用，用于获得内存中的值

起始地址决定了变量的位置，数据类型决定了占用内存的大小以及如何操作数据

指针的意义

指针存放了变量的地址，通过指针操作变量效果与变量名一样

通过指针传递变量叫做地址传递，地址传递的意义：

• 可以在函数中修改实参的值
• 可以减少内存拷贝，提升性能

常量指针和指针常量

常量指针

语法：const 数据类型* 指针名;

常量指针不能通过解引用来修改内存地址中的值

注意：

• 指针的指向是可以改变的
• 一般用于修饰形参，表示禁止修改内存中的值
• 如果形参不需要改变，建议加上 const

指针常量

语法：数据类型* const 指针名;

指针常量的指向不可以改变

注意：

• 在定义的同时必须初始化，否则无意义
• 可以通过解引用修改内存中的值
• 指针常量是引用的基础

常指针常量

语法：const 数据类型* const 指针名;

常指针常量指向的对象不能改变，解引用的值也不能改变

void*

C++ 中 void 表示无类型，主要有三个用于

• 表示无返回值
• 表示无参数
• 函数的形参使用 void*，表示接受任意数据类型的指针

注意事项：

• 不能用 void 声明变量，他不能代表一个真实的变量
• 不能对 void* 指针直接解引用，要先进行类型转换
• 其他类型指针赋值给 void* 指针不需要类型转换
• void* 赋值给其他类型的指针需要类型转换

C++ 内存管理

栈和堆的主要区别：

• 管理方式不同：栈自动管理；堆需要手动释放
• 空间大小不同：栈很小，一般只有8M；堆的大小仅受物理内存限制
• 分配效率不同：栈比堆快一些
• 是否产生碎片：栈不会产生碎片；堆会产生碎片

new 和 delete

使用堆区的内存（动态分配内存）有四个步骤：

1. 声明一个指针
2. 用 new 运算符想系统申请一块内存，让指针指向这块内存
3. 通过指针解引用的方法，像使用变量一样使用这块内存
4. 如果这块内存不用了，用 delete 运算符释放它

语法：

• 申请内存：new 数据类型(初始值); // C++11 支持 {}
• 内存释放：delete 地址

注意：

• 动态分配出来的内存没有变量名，只能通过指针来操作其中的数据
• 动态分配的内存不再使用时，必须通过 delete 释放
• 动态分配的内存生命周期与程序相同
• 就算指针的作用于失效，所指向的内存也不会被释放
• 用指针跟踪已分配的内存时，不能跟丢

二级指针

二级指针用于存放指针变量的地址

语法：数据类型** 指针名;

使用指针的目的：

• 传递地址
• 存放动态分配的内存地址

在函数中：

• 传递普通变量的地址，形参用指针
• 传递指针的地址，形参用二级指针
• 把普通变量的地址传入函数后，可以在函数中修改变量的值
• 把指针的地址传入函数后，可以再函数中修改指针的值

空指针

• 对空指针解引用，程序会崩溃
• 对空指针使用 delete，系统会忽略操作
• 初始化指针和释放内存后，应该把指针指向空指针 nullptr
• 在函数中，应该有判断形参是否是空指针的代码，让程序更加稳健

野指针

野指针指向的不是一个有效地址

访问野指针，可能会造成程序的崩溃

可能出现野指针的情况：

• 指针在定义时没有初始化
• 内存释放后，指针为置空
• 指针指向的变量已超越作用于

规避办法：

• 指针初始化为 nullptr
• 内存被释放后，将指针指向 nullptr
• 函数不要返回局部变量的地址

指针和数组

将指针 +1 后，增加的量等于它指向的数据类型的字节数

数组的地址：

• 数组在内存中占用的空间是连续的
• C++ 将数组名解释为数组第 0 个元素的地址
• 数组第 0 个元素的地址和数组首地址相同
• 数组第 n 个元素的地址 = 数组首地址 + n
• 数组名[下标] = *(数组首地址 + 下标)

注意，数组名不一定是地址：

• sizeof(数组名) 可以返回数组占用的字节数
• 指针的值可以修改，但数组名是常量，不能修改

数组与函数

数组用作函数参数的基础：地址[下标] = *(地址 + 下标)

一维数组用于函数参数：

• 只能传函数的地址
• 要传入数组的长度

形式（两种形式等价）：

• void func( int* arr, int length);
• void func( int arr[], int length);

注意：

• 在函数中，可以用数组表示法，也可以用指针表示法
• 在函数中，不要对指针名用 sizeof 运算符，它不是数组名

堆区创建一维数组

• 创建数组：数据类型* 指针名 = new 数据类型[数组长度];
• 释放内存：delete[] 指针

注意：

• 动态创建的数组没有数组名，因此不能使用 sizeof 运算符
• 可以使用数组表示法和指针表示法使用动态创建的数组
• 必须使用 delete[] 来释放内存
• 不要用 delete[] 释放不是 new[] 分配的内存
• 不要用 delete[] 释放同一块内存两次（野指针问题）
• 对空指针使用 delete[] 是安全的，因此释放内存后应该把数组指针置空
• 如果内存不足，调用 new 会产生异常，导致程序中止；如果在 new 关键字后面加上 (std::nothrow) 选项，则会返回 nullptr，且不会产生异常。例如：new (std::nothrow) int[1000];
• delete[] 不需要指定数组大小

二维数组

• 行指针：数据类型 (*行指针名)[行的大小];
• 例：int (*p1)[3];

案例：

int bh[2][3] = {{11, 12, 13}, {21, 22, 23}};
int (*p)[3] = bh;

二维函数做函数形参

• void func( int (*p)[3], int length );
• void func( int p[][3], int length );
• 在函数中，将 p 当做二维数组使用即可

多维数组

int bh[2][3][4];
memset(bh, 0, siezeof(bh));
int (*p)[3][4] = bh;

在函数中，将 p 当做传入的三维数组使用即可

函数指针和回调函数

函数的类型：

• 返回值
• 参数列表
• 函数名和形参名不决定函数的类型

函数指针

• 语法：返回值类型 (*指针名)(形参类型列表);
• 案例：int (*pfa)( int, string );
• 形参名称可写可不写

代码案例：

pfa = func;
pfa(3, "Hello");  // C++ 风格调用
(*pfa)(3, "Hello");  // C 风格调用

回调函数：通过函数指针调用的函数

指针函数

返回值是地址的函数叫指针函数