第7章 指针和引用

第七章指针和引用
第七章 指针和引用
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7.1 指针的基本概念
7.1.1 什么是指针 任何一个基本类型变量都有名称、类型、值、地址 等基本要素。例如有如下定义： int a=5; 那么就确定了一个整型变量a，它的初值为5，而且 系统在内存中为a分配4个字节的单元来存放a的值，这4 个字节中的首字节的地址就是a的地址，表示为 “ &a”。 表示为“ 表示为 。 为取地址运算符。 变量a的地址也可以称 “&”为取地址运算符。在这里，变量 的地址也可以称 为取地址运算符 变量 的指针，也就是说，指针就是内存单元的地址， 变 指针就是内存单元的地址， 为 a的指针 的指针 指针就是内存单元的地址 量的指针就是变量的地址。 量的指针就是变量的地址。 另一方面，指针也是一种数据类型，可以定义指针 指针也是一种数据类型， 指针也是一种数据类型 类型的变量。 类型的变量。指针变量是以地址为其值的变量。可以使 用指针变量间接操作各种类型的数据和函数。指针变量 同样具有其名称、类型、值、地址等基本要素。
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3. 指针变量的引用 当定义了一个指针变量，并且将其指向了一个基本类型变 量后，就可以引用这个指针变量访问所指向的变量了。 【例7-1】指针变量使用举例。 #include<iostream.h> void main() {int a,b; 运行结果为： int *p1=&a, *p2=&b; 2 1 a=1; *p2=*p1; 2 1 *p1=2; cout<<endl<<a<< " "<<b; cout<<endl<<*p1<< " "<<*p2; }
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7.1.2 指针变量 1. 指针变量的定义 指针变量的定义形式为：
类型 *变量名;
其中，类型为任一基本数据类型。 “*”作用于变量名，是将指定变量定义为指 向确定类型的指针变量。
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例如： int *p1; char *p2; 其中，p1 是指向int型变量的指针变量， 即整型指针变量。 p2 是指向char型变量的指针变量，即字 符型指针变量。 定义指针变量后，就可为它赋值。 注意要为指针变量赋一个确定的地址，并且这 注意 个地址是已知的相同类型的变量的地址。
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2. 指针变量的初始化 定义指针变量后，可以为其赋值为某变量的地址。 另外，也可以在定义时为其初始化。 指针变量的初始化形式为： 类型 *变量名=地址表达式； 例如： int i,j; int *p1=&i, *p2=&j; 注意： 注意：指针变量定义后，一定要为其赋值或者初始化， 即指针变量要有确定指向，然后才能参与其他运算。 在程序中不允许使用没有确定指向的指针变量，否则， 有可能导致对系统（或程序）的危害。
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在程序的循环过程中，指针变量p进行自 加运算，不断指向下一个元素。循环一开始p 指向array[0]，这时*p表示array[0]，将array[0] 累加到sum上。然后p++，p就指向了array[1]， 又把array[1]累加到sum上，依此类推，将数 组所有元素求和。程序中的循环还可以改写 程序中的循环还可以改写 成下面形式： 成下面形式： for(;p<array+5;) sum+=*p++; 在这个循环中，使用指针关系运算作为 循环测试条件，同时可以把p++放到循环体 中。
第七章指向同一种类型数据的指针。 p-q为地址相减 ， 其结果是 与 q之间的数据 为地址相减， - 为地址相减 其结果是p与 之间的数据 项的个数。 项的个数 例如，p和q都是float型指针，而p-q值为 p q float p q 2，则p与q两个地址之间有2个float型数据， 即有8个内存单元。 两个指针不能进行相加运算。 两个指针不能进行相加运算
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综上所述，“*”在C++程序中有3个作用： (1) 确定指针类型 在定义指针变量时，“*” 作用于指针变量名，表示该变量是一个指针 变量。 (2) 间接访问运算符 当定义指针变量后，并且 将其指向了一个基本类型变量，在程序中， “*”作用于指针变量，表示它所指向的变量， 也就是利用指针变量间接访问基本类型变量。 (3) 用作乘号。
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7.2 指针运算 前面介绍过指针变量的取内容运算和赋值运算 等。这里再介绍有关指针的算术运算和关系运算。 指针运算是地址运算， 指针运算是地址运算，运算的结果通常与所指向的 数据类型有关。 数据类型有关 1. 指针算术运算 (1) 指针加减整数的运算 假设p为指针变量，n为正整数。表达式p+n的 结果仍是一个地址值，为p的当前地址值后面第n项 数据的地址。p+n与p两个地址之间的内存单元个数 取决于p所指向的数据类型。 例如，1个float型变量在内存中占4个字节，若p为float 型指针变量，且指向已知float型变量，则p+1的值为 p的内存地址值+4，而p+2与p之间则有8个内存单元。
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【例7-5】使用指针求一维数组各元素之和（指针的指 向改变）。 #include<iostream.h> void main() { int sum=0,i,array[5]={4,5,6,7,8}; int *p=array; for(i=0;i<5;i++,p++) sum+=*p; // 使用指针变量访问数组元素，指针的指向发生改变 cout<<sum<<endl; 运行结果为： } 30
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p1 &a p2 &b
a 10 b 'a'
图7-1 指针变量的赋值
变量a和p1的基本要素如下： 变量a： 名称为a 类型为整型 值为10 地址为&a 变量p1： 名称为p1 类型为整型指针 值为&a 地址为&p1 可以同时定义相同类型的多个基本类型变量和指针变量，例如： int a,*p1,b,*p2;
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注意： 注意 ： 和普通的数组相同，p作为数组名，是 整个数组的首地址，p等价于&p[0]，而p+1是 p[1]的地址，即p+1等价于&p[1]。 另外，对指针数组也可进行初始化。例如： 另外，对指针数组也可进行初始化。例如： int i,j,k; int *p1[3]={&i,&j,&k};
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例如有这样的定义： int a=10; char b= ' a '; 那么就可以为指针变量这样赋值： p1=&a; p2=&b; 指针变量p1的值为整型变量a的地址，即 整型指针变量p1指向了整型变量a。 指针变量p2的值为字符型变量b的地址， 即字符型指针变量p2指向了字符型变量b。如 图7-1所示。
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程序中，先将数组名（数组的首地址即元素 array[0]的地址）赋值给指针变量p，这时p指向了数 组 的 首 元 素 array[0] ， 那 么 p+i 就 表 示 第 i 个 元 素 array[i]的地址，*(p+i)就表示第i个元素，即*(p+i)相 当于array[i]。另外，*(p+i)也可表示为 另外， 也可表示为p[i]，array[i] 另外 也可表示为 ， 也可表示为*(array+i)，所以程序第7行可改写为以 也可表示为 下几种形式： sum+=array[i]; 或 sum+=p[i]; 或 sum+=*(array+i); 注意： 注意 ： 在程序的循环过程中，指针变量p始终 指向数组首地址，并没有改变。
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7.3.2 用指针操作二维数组 可使用不同类型的指针变量操作二维数 组。 1. 用一级指针变量操作二维数组 因为二维数组的各元素在内存中按行依 次连续存放，所以可将二维数组视为一个按 行拉长的一维数组，使用一级指针变量访问 该二维数组的每个元素。
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【例7-6】使用一级指针变量对二维数组进行输入输出 操作。 #include<iostream.h> #include<iomanip.h> void main() { int *p, i, a[3][4]; for(p=a[0];p< a[0] +12;p++) cin>>*p; p=&a[0][0] ; for(i=0;i<12;++i) cout<<setw(5)<<*(p+i); }
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7.3 用指针操作数组
7.3.1 用指针操作一维数组 使用指针操作一维数组的步骤如下： ① 定义数组和指针变量。 ② 将指针变量指向数组。 ③ 使用指针变量访问和操作数组。
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【例7-4】使用指针求一维数组各元素之和。 #include<iostream.h> void main() { int sum=0,i,array[5]={4,5,6,7,8}; int *p=array; // 定义指针变量p，并初始化为数组的首地址 for(i=0;i<5;i++) sum += *(p+i) ; // 使用指针变量访问数组元素 line 7 cout<<sum<<endl; 运行结果为： } 30
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7.1.3 指针数组 指针数组中的每个元素都是指向同种类 型数据的指针变量。 指针数组的定义形式为： 类型 *数组名[长度]；