C++入门——8.指针

指针的基本概念

指针的作用：可以指针间接返回内存

内存编号是从0开始记录，一般用十六进制数字表示
可以利用指针变量保存地址

指针变量的定义和使用

指针变量定义语法：数据类型 * 变量名;

示例：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	// 1. 指针的定义
	int a = 10; // 定义整型变量a
	
	// 指针定义语法: 数据类型 * 变量名;
	int * p;
	
	// 指针变量赋值
	p = &a; // 指针指向变量a的地址
	cout << &a << "\n";
	cout << p << "\n";
	
	// 2. 指针的使用
	// 通过*操作指针变量指向的内存
	cout << "*p = " << *p << "\n";
	
	return 0;
	
}

指针变量和普通变量的区别

普通变量是存放的是数据，指针变量存放的是地址
指针变量可以通过 “ * ” 操作符，操作指针变量指向的内存空间，这个过程称为解引用

指针所占内存空间

指针也是数据类型，那么这种数据类型占用多少内存空间？

示例：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int a = 10;
	
	int * p;
	p = &a; // 指针指向数据a的地址
	
	cout << *p << "\n"; // * 解引用
	cout << sizeof(p) << "\n";
	cout << sizeof(char *) << "\n";
	cout << sizeof(float *) << "\n";
	cout << sizeof(double *) << "\n";
	
	return 0;
	
}

空指针和野指针

空指针：指针变量指向内存中编号为0的空间
用途： 初始化指针变量
注意： 空指针指向的内存是不可以访问的

示例1：空指针

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	// 指针变量p指向内存地址编号为0的空间
	int * p = NULL;
	
	// 访问空指针报错
	// 内存编号 0 ~ 255 为系统占用内存，不允许用户访问
	cout << *p << "\n";
	
	return 0;
}

野指针：指针变量指向非法的内存空间

示例2：野指针

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	// 指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间
	int * p = (int *)0x1100;
	
	// 访问野指针报错
	cout << *p << "\n";
	
	return 0;
}

const修饰指针

const修饰指针有三种情况

const修饰指针——常量指针
const修饰常量——指针常量
const即修饰指针，又修饰常量

int main() {

	int a = 10;
	int b = 10;

	//const修饰的是指针，指针指向可以改，指针指向的值不可以更改
	const int * p1 = &a; 
	p1 = &b; //正确
	//*p1 = 100;  报错
	

	//const修饰的是常量，指针指向不可以改，指针指向的值可以更改
	int * const p2 = &a;
	//p2 = &b; //错误
	*p2 = 100; //正确

    //const既修饰指针又修饰常量
	const int * const p3 = &a;
	//p3 = &b; //错误
	//*p3 = 100; //错误

	system("pause");

	return 0;
}

指针和数组

作用： 利用指针访问数组中元素
示例：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
	
	int * p = arr; // 指向数组的指针
	
	cout << "第一个元素: " << arr[0] << "\n";
	cout << "指针访问第一个元素: " << *p << "\n";
	
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		// 利用指针遍历数组
		cout << *p << "\n";
		p++;
	}
	
	return 0;
}

指针和函数

利用： 利用指针作函数参数，可以修改实参的值
示例：

#include <iostream>

using namespace std;

// 值传递
void swap1(int a, int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

// 地址传递
void swap2(int *p1, int *p2)
{
	int temp = *p1;
	*p1 = *p2;
	*p2 = temp;
}

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	swap1(a, b); // 值传递不会改变实参
	swap2(&a, &b); // 地址传递会改变实参
	
	cout << "a = " << a << "\n";
	cout << "b = " << b << "\n";
	
	return 0;
}

这里与Java等表层一些的区别就体现出来了，C++的参数传递不是随便传递的，如果只传递值的话，最后的结果不会影响传递的参数。如果是Java默认就是直接传递对象的引用

指针、数组、函数

案例描述： 封装一个函数，利用冒泡排序，实现对整型数组的升序排序

示例：

#include <iostream>

using namespace std;

// 冒泡排序函数
void bubbleSort(int *arr, int len) // *arr 相当于 int arr[]，在参数中 arr[] 会退化为指针 *arr，也就是数组首元素的指针
{
	for (int i = 0; i < len - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
}

// 打印数组函数
void printArray(int *arr, int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++) cout << arr[i] << "\n";
}

int main()
{
	int arr[] = { 4, 3, 6, 9, 1, 2, 10, 8, 7, 5 };
	int len = sizeof(arr) / sizeof(int);
	
	bubbleSort(arr, len);
	
	printArray(arr, len);
	
	return 0;
}