目录- 1. 基本概念
- 2. 指针的基本操作
- 3. 指针类型
- 4. 指针运算
- 5. 动态内存分配
- 6. 多级指针
- 7. 指针和函数
- 8. 指针和数组
- 9. const 和指针
- 10. 智能指针(C++11及以上)
指针是C++中的一个核心概念,它存储的是内存地址,而不是实际的值。理解指针对于掌握C++编程至关重要。
1. 基本概念
指针的定义和声明
int x = 10; // 普通变量
int *ptr = &x; // 指针变量,存储x的地址
*表示声明一个指针& 是取地址运算符ptr 存储的是 x 的内存地址*ptr 是解引用,获取该地址存储的值
2. 指针的基本操作
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int x = 10;
int *ptr = &x; // ptr指向x
cout << "x的值: " << x << endl; // 输出: 10
cout << "x的地址: " << &x << endl; // 输出: x的地址
cout << "ptr的值: " << ptr << endl; // 输出: x的地址
cout << "*ptr的值: " << *ptr << endl; // 输出: 10
*ptr = 20; // 通过指针修改x的值
cout << "修改后x的值: " << x << endl; // 输出: 20
return 0;
}
3. 指针类型
空指针
int *ptr = nullptr; // C++11及以后推荐
int *ptr = 0; // 传统方式
int *ptr = NULL; // C风格,不推荐在C++中使用
悬空指针(野指针)
指向已释放内存的指针,使用会导致未定义行为:
int *ptr = new int(10);
delete ptr;
// ptr现在成为悬空指针,应该避免使用
ptr = nullptr; // 好习惯:释放后置为空
4. 指针运算
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *ptr = arr; // 指向数组首元素
cout << *ptr << endl; // 输出: 1
cout << *(ptr + 1) << endl;// 输出: 2(指针加法)
cout << ptr[2] << endl; // 输出: 3(数组语法)
ptr++; // 移动到下一个元素
cout << *ptr << endl; // 输出: 2
5. 动态内存分配
// 分配单个变量
int *p = new int; // 分配内存
*p = 100; // 赋值
delete p; // 释放内存
p = nullptr; // 置空
// 分配数组
int *arr = new int[5]; // 分配5个int的空间
for (int i = 0; i < 5; i++) {
arr = i * 10;
}
delete[] arr; // 释放数组内存
6. 多级指针
int x = 10;
int *p = &x; // 一级指针
int **pp = &p; // 二级指针
int ***ppp = &pp; // 三级指针
cout << x << endl; // 10
cout << *p << endl; // 10
cout << **pp << endl; // 10
cout << ***ppp << endl; // 10
7. 指针和函数
指针作为函数参数(按地址传递)
void swap(int *a, int *b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
int main() {
int x = 5, y = 10;
swap(&x, &y); // 传递地址
cout << x << ", " << y << endl; // 输出: 10, 5
return 0;
}
返回指针的函数
int* createArray(int size) {
return new int[size]; // 返回动态数组的指针
}
// 注意:不要返回局部变量的地址
int* badFunction() {
int x = 10;
return &x; // 错误!x在函数结束后被销毁
}
8. 指针和数组
int arr[3] = {1, 2, 3};
// 数组名在多数情况下退化为指针
int *ptr = arr; // 等价于 int *ptr = &arr[0];
// 通过指针遍历数组
for (int i = 0; i < 3; i++) {
cout << *(ptr + i) << " "; // 输出: 1 2 3
}
9. const 和指针
int x = 10;
int y = 20;
// 指向常量的指针(不能通过指针修改值)
const int *ptr1 = &x;
// *ptr1 = 30; // 错误!
ptr1 = &y; // 正确:可以改变指向
// 常量指针(不能改变指向)
int *const ptr2 = &x;
*ptr2 = 30; // 正确:可以修改值
// ptr2 = &y; // 错误!
// 指向常量的常量指针
const int *const ptr3 = &x;
// *ptr3 = 30; // 错误!
// ptr3 = &y; // 错误!
10. 智能指针(C++11及以上)
智能指针自动管理内存,避免内存泄漏:
#include <memory>
// unique_ptr:独占所有权
std::unique_ptr<int> uptr(new int(10));
// shared_ptr:共享所有权
std::shared_ptr<int> sptr1 = std::make_shared<int>(20);
std::shared_ptr<int> sptr2 = sptr1; // 引用计数增加
// weak_ptr:弱引用,不增加引用计数
std::weak_ptr<int> wptr = sptr1;
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