第七章 指针

一、指针的基本概念

指针的作用： 可以通过指针间接访问内存

• 内存编号是从0开始记录的，一般用十六进制数字表示

• 可以利用指针变量保存地址

二、指针变量的定义和使用

指针变量定义语法： 数据类型 * 变量名；

示例：

 int main() {
 ​
     //1、指针的定义
     int a = 10; //定义整型变量a
     
     //指针定义语法： 数据类型 * 变量名 ;
     int * p;
 ​
     //指针变量赋值
     p = &a; //指针指向变量a的地址
     cout << &a << endl; //打印数据a的地址
     cout << p << endl;  //打印指针变量p
 ​
     //2、指针的使用
     //通过*操作指针变量指向的内存
     cout << "*p = " << *p << endl;
 ​
     system("pause");
 ​
     return 0;
 }

指针变量和普通变量的区别

• 普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址

• 指针变量可以通过" * "操作符，操作指针变量指向的内存空间，这个过程称为解引用

总结：
①我们可以通过 & 符号 获取变量的地址；
②利用指针可以记录地址；
③对指针变量解引用，可以操作指针指向的内存。

三、指针所占内存空间

提问：指针也是种数据类型，那么这种数据类型占用多少内存空间？

示例：

 int main() {
 ​
     int a = 10;
 ​
     int * p;
     p = &a; //指针指向数据a的地址
 ​
     cout << *p << endl; //* 解引用
     cout << sizeof(p) << endl;
     cout << sizeof(char *) << endl;
     cout << sizeof(float *) << endl;
     cout << sizeof(double *) << endl;
 ​
     system("pause");
 ​
     return 0;
 }

总结：
所有指针类型在32位操作系统下是4个字节

四、空指针和野指针

1、空指针

空指针：指针变量指向内存中编号为0的空间

用途：初始化指针变量

注意：空指针指向的内存是不可以访问的

示例1：空指针

 int main() {
 ​
     //指针变量p指向内存地址编号为0的空间
     int * p = NULL;
 ​
     //访问空指针报错 
     //内存编号0 ~255为系统占用内存，不允许用户访问
     cout << *p << endl;
 ​
     system("pause");
 ​
     return 0;
 }

2、野指针

野指针：指针变量指向非法的内存空间

示例2：野指针

 int main() {
 ​
     //指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间
     int * p = (int *)0x1100;
 ​
     //访问野指针报错 
     cout << *p << endl;
 ​
     system("pause");
 ​
     return 0;
 }

总结：
空指针和野指针都不是我们申请的空间，因此不要访问。

五、const修饰指针

const修饰指针有三种情况：

①const修饰指针 --- 常量指针
②const修饰常量 --- 指针常量
③const即修饰指针，又修饰常量

示例：

 int main() {
 ​
     int a = 10;
     int b = 10;
 ​
     //const修饰的是指针，指针指向可以改，指针指向的值不可以更改
     const int * p1 = &a; 
     p1 = &b; //正确
     //*p1 = 100;  报错
     
 ​
     //const修饰的是常量，指针指向不可以改，指针指向的值可以更改
     int * const p2 = &a;
     //p2 = &b; //错误
     *p2 = 100; //正确
 ​
     //const既修饰指针又修饰常量
     const int * const p3 = &a;
     //p3 = &b; //错误
     //*p3 = 100; //错误
 ​
     system("pause");
 ​
     return 0;
 }

技巧：看const右侧紧跟着的是指针还是常量, 是指针就是常量指针，是常量就是指针常量。

六、指针和数组

作用：利用指针访问数组中元素

示例：

 int main() {
 ​
     int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
 ​
     int * p = arr;  //指向数组的指针
 ​
     cout << "第一个元素： " << arr[0] << endl;
     cout << "指针访问第一个元素： " << *p << endl;
 ​
     for (int i = 0; i < 10; i++)
     {
         //利用指针遍历数组
         cout << *p << endl;
         p++;  //让指针p向后偏移4个字节
     }
 ​
     system("pause");
 ​
     return 0;
 }

七、指针和函数

作用：利用指针作函数参数，可以修改实参的值

示例：

 //值传递
 void swap1(int a ,int b)
 {
     int temp = a;
     a = b; 
     b = temp;
 }
 //地址传递
 void swap2(int * p1, int *p2)
 {
     int temp = *p1;
     *p1 = *p2;
     *p2 = temp;
 }
 ​
 int main() {
 ​
     int a = 10;
     int b = 20;
     swap1(a, b); // 值传递不会改变实参
 ​
     swap2(&a, &b); //地址传递会改变实参
 ​
     cout << "a = " << a << endl;
 ​
     cout << "b = " << b << endl;
 ​
     system("pause");
 ​
     return 0;
 }

总结：
如果不想修改实参，就用值传递，如果想修改实参，就用地址传递

八、指针、数组、函数的应用案例

案例描述：封装一个函数，利用冒泡排序，实现对整型数组的升序排序

例如数组：int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };

示例：

//冒泡排序函数
 void bubbleSort(int * arr, int len)  //int * arr 也可以写为int arr[]
 {
     for (int i = 0; i < len - 1; i++)
     {
         for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
         {
             if (arr[j] > arr[j + 1])
             {
                 int temp = arr[j];
                 arr[j] = arr[j + 1];
                 arr[j + 1] = temp;
             }
         }
     }
 }
 ​
 //打印数组函数
 void printArray(int arr[], int len)
 {
     for (int i = 0; i < len; i++)
     {
         cout << arr[i] << endl;
     }
 }
 ​
 int main() {
 ​
     int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
     int len = sizeof(arr) / sizeof(int);
 ​
     bubbleSort(arr, len);
 ​
     printArray(arr, len);
 ​
     system("pause");
 ​
     return 0;
 }

总结：当数组名传入到函数作为参数时，被退化为指向首元素的指针。