在C++中,指针是至关重要的组成部分。它是C++语言最强大的功能之一,也是最棘手的功能之一。 指针具有强大的能力,其本质是协助程序员完成内存的直接操纵。
指针:特定类型数据在内存中的存储地址,即内存地址。
指针变量的定义语法: 先声明,后赋值:
变量类型 * 指针变量名; // 声明
指针变量名 = 内存地址值; // 赋值
int num = 10;
int * p; // 声明
p = # // 赋值
-
变量类型(如上int)表示,指针(内存地址)指向的内存区域,存放的是整型数据
-
*符号有两种含义:
-
声明时:*p,表示变量p,是指针变量(存的是内存地址)
-
使用时:*p,表示取指针p执行内存区域的数据
-
&符号表示取变量内存地址,是一个取内存地址的单目操作符
野指针和空指针
野指针:被声明但未初始化(赋值)的指针。这个指针会指向随机的内存空间,可能导致未知问题。
int * p; // 声明指针(分配了8字节空间), p是野指针因为未被赋值
*p = 10; // 将10赋予指针p所指向的空间
*p = 10;是向未知的、随机的4字节内存区域,修改存储值为10
为避免野指针,应养成良好的变成习惯,及时初始化,或将指针置为空指针更为安全
int * p = NULL;
int * p = nullptr;
指针运算
int num = 10;
int *p = #
cout << p << endl; // 结果:0x20d1ff6e4;
cout << p++ << endl; // 结果:0x20d1ff6e8
指针进行加减运算的结果,和指针指向内存区域的数据类型有关,以加法为例:
char 类型指针 +1, 地址+1 (字节)
int 类型指针+1, 地址+4(字节)
double 类型指针+1, 地址+8 (字节)
指针运算
数组对象本身记录的是内存地址(第一个元素地址) 可以通过指针运算,完成使用指针存取数组元素。
int v[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *p = v;
*p = 11; // 赋值数组第一个元素
*(p+1) = 22; // 赋值数组第二个元素
*(p+2) = 33; // 赋值数组第三个元素
cout << *p << endl; // 取数组第一个元素
cout << *(p+1) << endl; // 取数组第二个元素
cout << *(p+2) << endl; // 取数组第三个元素
动态内存分配
动态内存分配:即由程序员手动的进行内存空间的分配、内存空间的释放等内存管理操作。
C++代码中,变量、数组等对象的创建,是由C++自动分配内存的,称之为(自动)静态内存分配。
(自动)静态内存管理,是不会进行内存空间的自动清理的。(无垃圾回收机制) 我们需要手动的管理内存,即手动分配,用完清理。
手动管理方式:
new运算符申请空间,提供该空间的指针(地址)
delete运算符申请的空间,仅用于new申请的空间
建议:写完new后,立刻写delete,然后再写业务逻辑代码
int * p = new int; // 申请int类型(4字节)空间
int * p = new double; // 申请double类型(8字节)空间
delete p; // 删除申请的空间
int * p = new int[5]; // 申请5元素int数组空间
delete[] p; // 删除申请的5元素数组空间
优势: 手动控制内存,避免内存空间浪费
劣势: 考验程序员水平,用的好效率高,用不好有反效果
new
new运算符用于申请并分配内存空间 并提供指向该空间的指针(内存地址) 基本语法:
new type 申请普通变量空间
new type[n] 申请数组空间
delete
delete运算符用于释放内存 仅可用于new运算符申请的内存区域
基本语法:
delete 指针 删除普通变量空间
delete[] 指针 删除数组空间
数组元素的插入举例:
#include "iostream"
using namespace std;
/* 在下标1和3插入数字:11和66 */
int main()
{
// 示例数组
int * pArr = new int[5] {1, 3, 5, 7, 9};
// 创建新数组
int * pNewArr = new int[7];
// 循环新数组,挨个进行元素填充(非插入的位置,填充老数组元素,插入位置填充新元素)
int offset = 0; // 偏移量用来控制新老数组元素的下标对照
for (int i = 0; i < 7; i++)
{
if (i == 1)
{
// 走到了下标1,应当执行新元素插入
pNewArr[i] = 11;
offset++; // 每插入一个新元素,offset+1
continue;
} else if (i == 3)
{
// 走到了下标3,应当执行新元素插入
pNewArr[i] = 66;
offset++; // 每插入一个新元素,offset+1
continue;
}
// 不是插入位置,从老数组中提取元素放入新数组中
// 公式:老数组的元素下标 + offset = 新数组元素下标
// 当前循环的i是新数组的元素下标
pNewArr[i] = pArr[i-offset];
}
// 收尾工作
delete[] pArr;
pArr = pNewArr;
// 将新数组的内容输出
for (int i = 0; i< 7; i++)
{
cout << pNewArr[i] << ",";
}
return 0;
}
数组元素的删除举例:
#include "iostream"
using namespace std;
int main()
{
// 示例数组
int * pArr = new int[5] {1, 3, 5, 7, 9};
// 创建一个新的数组,将需要保留的复制到新数组中
int * pNewArr = new int[4];
// 循环去遍历老的数组,将需要的元素放入新数组中(不要的要跳过)
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
if (i == 2)
{
continue;
}
if (i > 2)
{
pNewArr[i-1] = pArr[i];
}else
{
pNewArr[i] = pArr[i];
}
}
// 可选
delete[] pArr; // 回收老数组的空间(可选,根据需要来说)
// 可选
pArr = pNewArr; // 将老数组的指针指向新数组的内存空间(可选,根据需要)
for (int i = 0; i < 4; i++)
{
cout << "新数组的元素是:" << pNewArr[i] << endl;
cout << "新数组的元素是:" << pArr[i] << endl;
}
return 0;
}
指针悬挂:
指针指向区域已经被回收(delete),这种问题称之为:指针悬挂。
不要轻易进行指针之间相互赋值
delete回收空间前,确保此空间100%不再被使用
错误示范:
int main()
{ int * p1 = new int;
int * p2 = p1; // 将p1赋值给p2
*p1 = 10;
delete p1;
cout << "p2指针记录的是:" << *p2 << endl;
return 0;
}
const指针
const是C++关键字,被译为常量,const指针即表示:常量指针。
const用来修饰常量(不可更改),可以配合指针使用 以int为例。
const int * p; 指向常量的指针,即存储值不可变,但指针可修改指向
int * const p = 地址; 常量指针
存储的值可以变 指着不可修改指向 必须初始化指针的地址
const int * const p = 地址; 指向常量的常量指针
存储的值和指针的指向,均不可修改