C/C++学习之指针

什么是指针

指针：一个变量的地址称为该变量的指针。
指针变量：用来存放一个变量的地址的变量称为指针变量。但常把指针变量简称为指针。

指针的用法

//指针p被初始化，&为取址符，表明p的初值为n的地址&n。
int n;
int *p = &n;
//指针q被赋值,q的初值为&n,则*q等于n;符号*为指针运算符。
int *q;
q = &n;

&和*的关系

若p = &a,则 &p = p;&p = p;
可见&和*在一起，抵消彼此作用。

指针引用时需要注意点

指针变量是用来存放地址的，不要给指针变量赋常量

//错误写法： 
int *p;
p = 1000;

指针变量没有指向确定的地址前，不要对他所指向的对象赋值

// 错误写法：
int *p, a = 5; 
*p = 5;
//纠正: 表明p指向的变量b=5
int *p, b; 
p = &b; 
*p = 5;

指针变量作为函数参数

在C语言中，当指针变量作为函数参数，其作用是将一个变量地址传送到另一个函数。
此时形参从实参获得了变量的地址，也就是说实参和形参指向同一个变量，当形参指向的变量发生变化时，实参指向的变量也随之变化。

#include <stdio.h>
void swap(int *p1, int *p2)
{
    int p = *p1;
    *p1 = *p2;
    *p2 = p;
}
int main()
{
    int a = 3, b = 4;
    int * ptr1, ptr2;
    ptr1 = &a; 
    ptr2 = &b;
    swap(ptr1, ptr2);
    printf("%d, %d\n", a, b);   
    return 0;
}
/***输出***
4,3
*********/

但如果上面的例子改变的不是指针形参指向的变量的值，而是改变了指针形参的值，则效果是不一样的。

//例如将上面的swap函数换成如下：则输出a和b的值不变
void swap(int *p1, int *p2)
{
    int *p = p1;
    p1 = p2;
    p2 = p;
}
/***输出***
3,4
*********/

指向函数的指针

函数作为一段程序，在内存中也要占据一片存储区域，它有一个起始地址，即函数的入口地址，这个地址称为函数的指针。可以定义一个指针变量指向函数，然后通过指针调用函数。
一般形式如下：

类型名（*指针变量名）（）；
例如：
int(*p)()

C语言规定函数名就是函数的入口地址。所以当指向函数的指针变量等于一个函数名时，表示该指针变量指向函数。此时可以通过指向函数的指针调用该函数。
形式为如下：

（*指针变量名）（实参表）

指向函数的指针变量主要有两个用途：

调用函数
将函数作为参数在函数间传递

//例如：求两个数中较大的数
#include <stdio.h>
int max(int x, int y)
{
    int z = (x>y)?x:y;
    return z;
}
int main()
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c;
    int(*p)(int, int);
    p = max;
    c = (*p)(a,b);    //调用max函数
    printf("%d, %d, max is %d\n", a, b, c);
}
/****输出****
1,2,max is 2
***********/

返回值为指针的函数

返回值为指针的函数形式：

类型名 *函数名（参数表）

//返回值为整型指针的函数
int *max(int *x, int *y)
{
    int *q;
    q = (*x > *y) ? x : y;
    return q;
}

指针与数组

指向数组元素的指针变量

//下面两句等价；并且有p+i和a[i]都表示a[i]的地址；
//*(p+i)和*(a+i)表示p+i和a+i所指向的数组元素a[i]的值
//由此可见，引用一个数组元素有两种方法：下标发：a[i]和指针法：*(a+i)
int a[5], *p;
int *p = a；
int *p = &a[0]

数组和指针不等价

考虑如下两个声明：

int a[3];
int *b;

声明一个数组时，编译器将根据声明所指定的元素数量为数组保留内存空间，然后在创建数组名，它的值是一个常量，指向这段空间的起始地址。
声明一个指针变量时，编译器只为指针本身保留内存空间，指针变量并未被初始化为任何现有的内存空间。
因此，上述声明后，表达式*a合法，而表达式*b确实非法的。*b将访问内存中某个不确定的位置，或者导致程序终止。
另一方面，表达式b++可以通过编译，但a++却不行，因为a的值是一个常量。而指向数组元素的指针可以自增和自减，方便了数组元素的操纵。

指针和多维数组

在了解指正和多维数组的关系前，首先了解多维数组的特性：
(1)C语言把二维数组看做是一维数组的集合，即二维数组是一个元素为一维数组的一维数组；
(2)不带任何下标的二维数组名表示二维数组的起始地址，进行加法操作时则表示作为其他元素的一个一维数组（即二维数组的一行）的起始地址；
(3)只带一维下标的二维数组名表示作为其元素的一个一位数组（即二维数组的一行）的起始地址，对其进行加法操作时表示该一维数组（即二维数组的一行）的一个元素地址。
例如：

int a[2][3], (*p)[3], *q;
p = a;     
q = a[0];

此时，p+1等同于a+1,指向包含3个元素的一维数组a[1],所以(p+1)等于一维数组名a[1],(P+1)+1等于a[1]+1,所以((p+1)+1)=a[1][1];
q、a[0]、&a[0][0]相同，P+1等于a[0]+1，都指向a[0][1],即*(p+1)=a[0][1];

指针与字符串

字符串以数组形式存储，故字符串的本质是一维数组，指针和数组的原则适用于指针和字符串。

char *str = "hello";    //(1)，合法

char *str; 
str = "hello"   //(2)与(1)等价，合法

char *str="hello";  
*str = "china"  //（3）不合法

一个字符指针变量只能指向一个字符数据，不能同时指向多个字符数据，更不能把字符串全部放在指针变量中,故表达式(3)不合法。

指针数组

C语言规定如果一个数组的元素都是指针类型，则称之为指针数组。

指针数组定义的形式为：
类型名 *数组名[常量表达式]

//表示指针数组a中每个元素都是指向int型变量的指针变量。
int * a[5]；

指向指针的指针

一般形式：
类型名： **指针变量名

int **p, *a, b;
a = &b;
p = &a; 
/***则有***
p = &&b; 
*p = a; 
**p = b;
******/

指向结构变量的指针变量

一般形式：
struct 结构体名 *p

对结构体变量的成员的引用：

结构体变量名.成员
（*结构体变量名）.成员
指针变量->成员名