第6章 指针、引用和动态空间管理

第6章指针、引用和动态空间管理【内容提要】指针概述指针与数组指针与函数指针与字符串动态存储分配引用的概念及应用【重点与难点】6.1 指针概述指针变量用于存放一个对象在内存中的地址。

通过指针变量可以间接访问对象。

6.1.1指针变量的定义格式：存储类型数据类型*指针变量名；说明：①通常把指针指向的变量的数据类型称为指针的数据类型；指针变量的类型确定后只能指向这种既定的数据类型。

而任何一个指针变量本身数据值的类型都是unsigned long int。

②这里的“*”表示定义的是一个指针变量。

6.1.2指针运算符&取地址运算符* 间接引用运算符在指针变量的定义和指针变量的引用中都有*p。

但引用指针时的*p与定义指针变量时含义是不同，在指针变量的定义中如int *p;是指p是一个指向整型的指针，而在引用时*p 是指p所指向的变量。

6.1.3指针运算指针的赋值运算当向指针变量赋值时，赋的值必须是地址常量或变量，不能是普通整数。

指针赋值运算常见的有以下几种形式：把一个变量的地址赋予一个指向相同数据类型的指针；把一个指针的值赋予相同数据类型的另外一个指针；把数组的地址赋予指向相同数据类型的指针。

指针的算术运算指针与整数的加减运算：指指针从当前指向位置向前或向后移动几个数据单元。

由于指针可以指向不同数据类型，即数据长度不同的数据，所以这种运算的结果值取决于指针指向的数据类型。

该运算通常用于对数组元素进行操作的场合。

两个指针相减运算：指在两个指针指向的变量类型相同时相减的结果为两个指针所指的地址之间相隔的数据元素的个数。

指针的关系运算在两个指向相同类型变量的指针之间可以进行各种关系运算，它实现对两个指针所指变量地址值的比较。

6.1.4 const指针指向常量的指针格式：const 数据类型*指针变量名；说明：在程序中不能通过指针来改变它所指向的数据的值，但是指针本身的值可以改变。

指针常量格式：数据类型* const 指针变量名=初始地址值；说明：指针本身的值不可改变，但它所指向的数据的值可以改变。

指向常量的指针常量格式：const 数据类型* const 指针变量名=初始地址值；说明：指针本身的值不可改变，它所指向的数据的值也不能通过指针改变。

6.2 指针与数组数组元素的访问在第四章中已经介绍了如何访问数组元素的简单方法，这里介绍访问数组元素的另两种方法。

①地址法：一个数组名代表它的起始地址。

地址法即通过地址访问某一数组元素。

如定义int a[5]；则对数组的第i+1个元素的访问可以用a[i]或*(a+i)。

对于二维数组如定义int b[2][3];则b[0],b[1]分别代表第一行和第二行的首地址。

所以要访问数组元素b[i][j]可以用下列几种形式：*(*(b+i)+j)、*(b[i]+j)、*(b+i)[j]、*(b+3*i+j)。

②指针法：通过指针访问某一数组元素。

如定义一个指向数组元素的指针，int a[5],*p=a;，则对数组的第i+1个元素的访问可以用*(p+i)它等价于a[i]。

对于二维数组如定义int b[2][3],*q=b[0];则访问数组元素b[i][j]可以用以下几种形式：*(*(q+i)+j)、*(q[i]+j)、*(q+i)[j]、*(q+3*i+j)、q[i][j]。

数组指针与指针数组①数组指针格式：数据类型（*指针名）[常量表达式]；说明：数组指针是一个指向一维数组的指针变量。

②指针数组格式：数据类型*指针数组名[常量表达式]；说明：数组元素为指针的数组，即数组中的每个元素为指向既定的数据类型的指针。

6.3 指针与函数6.3.1 指针作为函数参数若指针作为某函数的参数，对该函数的调用即为传地址调用。

6.3.2 指针型函数当一个函数的返回值是指针类型时，这个函数就是指针型函数。

它的作用是当需要返回大量数据时可以通过指针型函数完成，当然这需要有效组织数据所占的内存空间。

这种情况多用于返回数组、字符串等。

定义指针函数的函数头的格式为：数据类型*函数名（参数表）6.3.3 函数指针函数指针就是指向函数的指针。

定义格式：数据类型（*函数指针名）（参数表）；说明：数据类型是指函数指针所指向函数的返回值的类型，参数表中指明该函数指针所指向函数的形参类型和个数。

函数指针变量在使用前应该先给它赋值，格式为：函数指针名=函数名；当函数指针指向某函数以后，可以用下列形式调用函数：（*指针变量）（实参表列）函数指针数组定义格式：数据类型（*函数指针名[常量表达式]）（参数表）；说明：函数指针数组中的每个元素是一个指向既定类型函数的指针。

每个元素所指向的函数具有相同的数据类型和相同的参数类型和参数个数。

6.4 指针与字符串可以定义一个字符指针，通过指针的指向来访问所需的字符。

常用的字符串处理函数：当程序中使用这些字符串处理函数时，需要在程序的开始加上头文件string.h。

①strcat（）函数原型：char *strcat(char *s1,char *s2)函数说明：字符串连接函数，将字符串s2连接到字符串s1的后面，并返回s1的地址值。

②strcmp（）函数原型：int strcmp(const char *s1,const char *s2,[int n])函数说明：字符串比较函数，比较两个字符串s1和s2的大小（如果有参数n，比较前n个字符的大小）。

当字符串s1大于、等于或小于字符串s2时，函数返回值分别是正数、零和负数。

③strcpy（）函数原型：char *strcpy(char *s1,const char *s2)函数说明：将s2所指向的字符串复制到s1所指向的字符数组中，然后返回s1的地址值。

④strlen（）函数原型：int strlen(const char *s)函数说明：返回字符串s的长度。

6.5 动态存储分配动态内存分配的存储空间在堆中，堆也称为自由存储单元。

new运算符与delete运算符一起使用，就可以直接进行动态内存的申请和释放（也称为创建和删除）。

6.5.1 new运算符new运算符用于申请所需的内存单元，返回指定类型的一个指针。

用new动态分配某种类型的变量格式：指针=new 数据类型；说明：指针应预先声明，指针指向的数据类型与new后的数据类型相同。

若申请成功，则返回分配单元的首地址给指针；否则（比如没有足够的内存空间），则返回0（一个空指针）。

用new动态分配数组格式：指针=new 数据类型[常量表达式]；说明：常量表达式给出数组元素的个数，指针指向分配的内存首地址，指针的类型与new后的数据类型相同。

6.5.2 delete运算符delete运算符用于释放new申请到的内存空间。

格式一：delete 指针；作用：释放非数组内存单元。

格式二：delete[常量] 指针；作用：释放数组内存单元。

其中，指针是指向需要释放的内存单元的指针的名字。

并且delete只是删除动态内存单元，并不会将指针本身删除。

6.6 引用的概念及应用引用是个变量的别名，当建立引用时，程序用另一个变量或对象（目标）的名字初始化它。

引用通常用来做函数的参数或函数的返回值。

声明引用的格式为：类型&引用名=变量名；说明：①引用在声明时必须初始化，否则会产生编译错误。

②引用一旦初始化，它就维系在一定的目标上，再也不分开。

任何对该引用的赋值，都是对引用所维系的目标赋值，而不是将引用维系到另一个目标上。

③对void进行引用是不允许的。

④不能建立引用的数组。

⑤引用本身不是一种数据类型，所以没有引用的引用，也没有引用的指针。

⑥不可以有空引用。

【典型例题】例题1：下列语句正确的是（）。

(a)int *p=0;(b)int var1=100,*p=var1; //cannot convert from 'int' to 'int *'(c)int var1=100;char *p=&var1;// cannot convert from 'int *' to 'char *'(d)int var1=100,*q;void *p=&var1;q=p;// cannot convert from 'void *' to 'int *'解答：本题主要考查对指针的理解。

指针不能被赋予非地址值，指针不能被初始化或赋值为其他类型对象的地址值。

选项a中p被初始化为没有指向任何对象，这是可以的；选项b中定义了一个整型变量和一个指向整型的指针，不能把一个整型变量赋值给一个指向整型的指针，指针用来存放变量的地址，所以选项b是错误的；选项c中将一个整型变量的地址赋给了指向字符型量的指针，这是错误的；选项d中将一个整型变量的地址赋给void型指针是错误的。

所以答案为：a。

例题2：有如下定义int array[3]={0,1,2},*p=array;，则要访问数组中的第二个元素，下列语句错误的是（）。

(a) *(array+1) (b) array[1] (c) *array + 1 (d) *(p+1)解答：数组名array和指针变量p都存放数组的首地址，所以选项a和d都是求出第二个元素的地址，然后取该地址中的值，所以这两个选项实现了对数组中第二个元素的访问；选项b为下标法访问数组元素；选项c的作用是求出数组中第一个元素的值，然后用这个值加1。

所以，本题答案为：c。

例题3：程序改错题#include<iostream.h>#include<string.h>void main(){const char *p="hello world!"; //①int len=0;while(p++) len++;//②p-=len+1;cout<<"the lenth of "<<p<<" :"<<len<<endl;//③}答案为：while(*p++) len++;解答：本题主要考查对地址和地址中的值得区分和应用。

这个程序的作用是求字符串的长度。

这里计算长度的循环语句中的循环条件是只要当前字符不为’\0’表示字符串还没有结束，则长度加1，指针移到字符串中的下一个字符。

所以程序中语句②错误，它没有判断字符而是判断地址是否存在，这是错误的。

应改为：while(*p++) len++;例题4：对于定义int *f()中，标识符f代表的是（）。

(a)一个指向函数的指针(b)一个指针型函数，该函数返回值为指针(c)一个指向整型数据的指针(d)一个指向数组的指针解答：本题主要考查对指针函数和函数指针的理解。