C++中指针的数据类型和运算相关知识小结

C++有关指针的数据类型和指针运算的小结
前面已用过一些指针运算(如p++，p+i等)，现在把全部的指针运算列出如下。

1) 指针变量加/减 一个整数
例如：p++，p--，p+i，p-i，p+-i，p-=i等。

C++规定，一个指针变量加/减一个整数是将该指针变量的原值(是一个地址)和它指向的变量所占用的内存单元字节数相加或相减。如p+i代表这样的地址计算：p+i*d，d为p所指向的变量单元所占用的字节数。这样才能保证p+i指向p下面的第i个元素。

2) 指针变量赋值
将一个变量地址赋给一个指针变量。如：

 p=&a; //将变量a的地址赋给p
 p=array; //将数组array首元素的地址赋给p
 p=&array[i]; //将数组array第i个元素的地址赋给p
 p=max; //max为已定义的函数，将max的入口地址赋给p
 p1=p2; //p1和p2都是同类型的指针变量，将p2的值赋给p1

3) 指针变量可以有空值，即该指针变量不指向任何变量，可以这样表示：

 p=NULL;

实际上NULL代表整数0，也就是使p指向地址为0的单元。这样可以使指针不指向任何有效的单元。实际上系统已先定义了NULL：

 #define NULL 0

在iostream头文件中就包括了以上的NULL定义，NULL是一个符号常量。应注意，p的值等于NULL和p未被赋值是两个不同的概念。

任何指针变量或地址都可以与NULL作相等或不相等的比较，如：

 if(p==NULL) p=p1;

4) 两个指针变量可以相减
如果两个指针变量指向同一个数组的元素，则两个指针变量值之差是两个指针之间的元素个数，见图6.25。

假如p1指向a[1]，p2指向a[4]，则p2-p1=(a+4)-(a+1)=4-1=3，但p1+p2并无实际意义。

5) 两个指针变量比较
若两个指针指向同一个数组的元素，则可以进行比较。指向前面的元素的指针变量小于指向后面元素的指针变量。如图6.25中，p1<p2，或者说，表达式“p1<p2”的值为真，而“p2<p1”的值为假。注意，如果p1和p2不指向同一数组则比较无意义。

6) 对指针变量的赋值应注意类型问题
在本章前几节中介绍了指针的基本概念和初步应用。应该说明，指针是C和C++中重要的概念，是C和C++的一个特色。使用指针的优点是：
提高程序效率；
在调用函数时，如果改变被调用函数中某些变量的值，这些值能为主调函数使用，即可以通过函数的调用，得到多个可改变的值；
可以实现动态存储分配。

但是同时应该看到，指针使用实在太灵活，对熟练的程序人员来说，可以利用它编写出颇有特色的、质量优良的程序，实现许多用其他高级语言难以实现的功能，但也十分容易出错，而且这种错误往往难以发现。

C++指针数组和指向指针的指针
指针数组的概念

如果一个数组，其元素均为指针类型数据，该数组称为指针数组，也就是说，指针数组中的每一个元素相当于一个指针变量，它的值都是地址。一维指针数组的定义形式为：
    类型名 *数组名[数组长度];
例如：

 int *p[4];

可以用指针数组中各个元素分别指向若干个字符串，使字符串处理更加方便灵活。

【例】若干字符串按字母顺序（由小到大）输出。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
 void sort(char *name[],int n); //声明函数
 void print(char *name[],int n); //声明函数
 char *name[]={"BASIC","FORTRAN","C++","Pascal","COBOL"}; //定义指针数组
 int n=5;
 sort(name,n);
 print(name,n);
 return 0;
}
void sort(char *name[],int n)
{
 char *temp;
 int i,j,k;
 for(i=0;i<n-1;i++)
 {
  k=i;
  for(j=i+1;j<n;j++)
   if(strcmp(name[k],name[j])>0) k=j;
  if(k!=i)
  {
   temp=name[i];name[i]=name[k];name[k]=temp;
  }
 }
}
void print(char *name[],int n)
{
 int i;
 for(i=0;i<n;i++)
  cout<<name[i]<<endl;
}

运行结果为：

BASIC
COBOL
C++
FORTRAN
Pascal

print函数的作用是输出各字符串。name[0]~name[4]分别是各字符串的首地址。print函数也可改写为以下形式：

void print(char *name[]，int n)
{
 int i=0
 char *p;
 p=name[0];
 while(i<n)
 {
  p=*(name+i++);
  cout<<p<<endl;
 }
}

其中“*(name+i++)”表示先求*(name+i)的值，即name[i](它是一个地址)。将它赋给p，然后i加1。最后输出以p地址开始的字符串。
指向指针的指针

在掌握了指针数组的概念的基础上，下面介绍指向指针数据的指针，简称为指向指针的指针。从图6.22可以看到，name是一个指针数组，它的每一个元素是一个指针型数据(其值为地址)，分别指向不同的字符串。数组名name代表该指针数组首元素的地址。name+i是name[i]的地址。由于name[i]的值是地址(即指针)，因此name+i就是指向指针型数据的指针。还可以设置一个指针变量p，它指向指针数组的元素(见图)。p就是指向指针型数据的指针变量。

怎样定义一个指向指针数据的指针变量呢？如下：

 char *(*p);

从附录B可以知道，*运算符的结合性是从右到左，因此“char *(*p);”可写成：

 char **p;

【例】指向字符型数据的指针变量。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
 char **p; //定义指向字符指针数据的指针变量p
 char *name[]={"BASIC","FORTRAN","C++","Pascal","COBOL"};
 p=name+2; //见图6.23中p的指向
 cout<<*p<<endl; //输出name[2]指向的字符串
 cout<<**p<<endl; //输出name[2]指向的字符串中的第一个字符
}

运行结果为：

C++
C

指针数组的元素也可以不指向字符串，而指向整型数据或单精度型数据等。

在本章开头已经提到了“间接访问”一个变量的方式。利用指针变量访问另一个变量就是“间接访问”。如果在一个指针变量中存放一个目标变量的地址，这就是“单级间址”，见图6.24(a)。指向指针的指针用的是“二级间址”方法。见下图。从理论上说，间址方法可以延伸到更多的级，见下图。但实际上在程序中很少有超过二级间址的。