指针变量

Guderian出品

指针变量的定义、赋值

对指针变量的类型说明，一般形式为：

类型说明符 *变量名;

其中，表示这是一个指针变量，变量名即为定义的指针变量名，类型说明符表示*该指针变量所指向的变量的数据类型。

1、普通变量定义

int a = 3;

定义了变量a，是int型的，值为3。内存中有一块内存空间是放a的值，对a的存取操作就是直接到这个内存空间存取。内存空间的位置叫地址，存放3的地址可以用取地址操作符&对a运算得到：&a。

2、指针变量定义

int *p = NULL;

定义了一个指针变量p，p指向一个内存空间，里面存放的是一个内存地址。现在赋值为NULL（其实就是0，表示特殊的空地址）。

3、给指针变量p赋值

p = &a;

即把a变量的内存空间地址（比如：XXX）给了p。显然，直接对p存取，操作的是地址。通过这个地址间接地操作，才是整数3。P的间接操作要使用指针操作符“*”，即*p的值才是3。设有指向整型变量的指针变量p，如要把整型变量a的地址赋予p可以有以下两种方式：

①指针变量初始化的方法

int a; int *p = &a;

②赋值语句的方法

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

不允许把一个数赋予指针变量，故如下的赋值是错误的：int *p；p = 1000；。被赋值的指针变量前不能再加“*”说明符，故如下的赋值也是错误的：*p = &a；。

下表为指针的几个相关操作说明表：

说明	样例
指针定义：`类型说明符 *指针变量名`	`int *p;`
取地址运算符：`&`	`p = &a;`
间接运算符：`*`	`*p = 20;`
指针变量直接存取的是内存地址	`cout<<p;`结果可能是：`0x24ae9d`
间接存取的才是存储类型的值	`cout<<*p;`结果是：`20`

指针变量同普通变量一样，使用之前不仅要定义说明，而且必须被赋值具体的值，未经赋值的指针变量不能使用。如定义了int a; int *p = &a;，则*p表示p指向的整型变量，而p中存放的是变量a占用单元的起始地址，所以*p实际上访问了变量a，也就是说*p$ \Longleftrightarrow $a。

【例1】输入两个不同的数，通过指针对两个数进行相加和相乘，并输出。

#include <cstdio>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int a, b, s, t, *pa, *pb;
	pa = &a; pb = &b;
	a = 10; b = 20;
	s = *pa + *pb;
	t = *pa * *pb;
	printf("a = %d, b = %d\n", *pa, *pb);
	printf("s = %d, t = %d\n", s, t);
	return 0;
}

输出：

1 2	a = 10, b = 20 s = 30, t = 200

指针的引用与运算

一般的，指针(int *p)与普通变量(int a)的对应关系为：

指针变量	普通变量
`p`	`&a`
`*p`	`a`
`*p = 3`	`a = 3`

以下为指针的一些运算：

1、指针变量的初始化

下表为指针的几个初始化操作说明表：

方法	说明
`int *p = NULL;`	`NULL`是特殊的地址0，叫零指针
`int a; int *p = &a;`	`p`初始化为`a`的地址
`int *p = new(int);`	申请一个空间给`p`，`*p`内容不确定

要强调的是，对于定义的局部指针变量，其内容（地址）是随机的，直接对它操作可能会破坏程序或系统内存的值，引发不可预测的错误。所有编程中指针变量要保证先初始化或赋值，给予正确的地址再使用，避免产生*野指针。

2、指针变量的+、-运算

指针变量的内容是内存地址，它有两个常用的运算：加、减，这两个运算一般都是配合数组操作的。

【例2】输入N个整数，使用指针变量访问输出。

#include <cstdio>
using namespace std;

int a[101], n;

int main()
{
	scanf("%d",&n);
	for (int i = 1; i <= n; i++)
		scanf("%d", &a[i]);
	int p = &a[1]; //定义指针变量int p，初始化为数组开始元素的地址，即a[1];
	for (int i = 1; i <= n; i++)
	{
		printf("%d ", *p);
		p++; 	 //p指向下一个数，详见说明
	}
	return 0;
}

输入：

1
2

4
2 1 6 0

输出：

2 1 6 0

【说明】

p++的意思是“广义的加1”，不是p的值（地址）加1，而是根据类型int增加sizeof（int），即刚好“跳过”一个整数的空间，达到下一个整数。

类似的：

①p--就是向前“跳过”一个整数的空间，达到前一个整数。

②(p + 3)就是指向后面第3个整数的地址。

3、无类型指针

有时候，一个指针根据不同的情况，指向的内容是不同类型的值，我们可以先不明确定义它的类型，只是定义一个无类型的指针，以后根据需要再用强制类型转换的方法明确它的类型。

【例3】无类型指针运用举例。

#include <iostream>
using namespace std;

int a = 10;
double b = 3.5;
void *p;

int main()
{
	p = &a; //p的地址赋值
	cout<<*(int*)p<<endl; //必须明确p指向的空间的数据类型，详见说明
	p = &b;
	cout<<*(double*)p<<endl;
	return 0;
}

输出：

1
2

10
3.5

【说明】

必须明确p指向的空间的数据类型，类型不一样的不仅空间大小不相同，储存的格式也不同。如果把cout<<*(double*)p<<endl;改成cout<<*(long long*)p<<endl;输出的结果将是：4615063718147915776。

4、多重指针

既然指针是指向其他类型的，指针本身也是一种类型。因此，C++允许递归地指针指向指针的指针——多重指针。

【例4】双重指针运用举例。

#include <cstdio>
using namespace std;

int a = 10;
int *p;
int **pp; //定义双重指针

int main()
{
	p = &a; //将p指向a
	pp = &p; //将pp指向p
	printf("%d = %d = %d\n", a, *p, **pp); //**pp通过2次间接访问了a的变量的值10
	return 0;
}

输出：

1	10 = 10 = 10

【说明】

多重指针可以多次“间接”访问数据；竞赛上主要的应用是*动态的多维数组，功能十分强大！！！