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
intx=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>usingnamespacestd;intmain(){intx=10;int*ptr=&x;// ptr指向xcout<<"x的值: "<<x<<endl;// 输出: 10cout<<"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: 20return0;}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=newint(10);deleteptr;// 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
intarr[5]={1,2,3,4,5};int*ptr=arr;// 指向数组首元素cout<<*ptr<<endl;// 输出: 1cout<<*(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: 25. 动态内存分配
// 分配单个变量int*p=newint;// 分配内存*p=100;// 赋值deletep;// 释放内存p=nullptr;// 置空// 分配数组int*arr=newint[5];// 分配5个int的空间for(inti=0;i<5;i++){arr[i]=i*10;}delete[]arr;// 释放数组内存6. 多级指针
intx=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;// 10cout<<*p<<endl;// 10cout<<**pp<<endl;// 10cout<<***ppp<<endl;// 107. 指针和函数
指针作为函数参数(按地址传递)
voidswap(int*a,int*b){inttemp=*a;*a=*b;*b=temp;}intmain(){intx=5,y=10;swap(&x,&y);// 传递地址cout<<x<<", "<<y<<endl;// 输出: 10, 5return0;}返回指针的函数
int*createArray(intsize){returnnewint[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(){intx=10;return&x;// 错误!x在函数结束后被销毁}8. 指针和数组
intarr[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(inti=0;i<3;i++){cout<<*(ptr+i)<<" ";// 输出: 1 2 3}9. const 和指针
intx=10;inty=20;// 指向常量的指针(不能通过指针修改值)constint*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*constptr2=&x;*ptr2=30;// 正确:可以修改值// ptr2 = &y; // 错误!// 指向常量的常量指针constint*constptr3=&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(newint(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;