C/C++指针操作详细整理

C/C++指针操作整理

面向曾经学习过指针的人,并非针对究极初学者。

一维指针

数据类型存储的地址,指向数据存储的地址,可以使用 &运算符取变量的地址,将其赋给指针变量。

int a = 2;
int *p = &a;

同时因为C/C++中数组是连续存储的,所以一个指针可以间接访问一个数组,可以通过指针的解引用访问该地址处存储的值。

知识点:

  • 一个数组的数组名默认代表这个数组的地址。
  • 可以通过 地址加减下标法 访问连续存储的数据。
int a[4] = {1, 2, 3, 4};
int *p = a;
for (int i = 0; i < 4; ++i) {
    // 下面两行代码等价,
//    std::cout << p[i] << " ";
    std::cout << *(p + i) << " ";
}

同样的,对于 char 类型,也有:

char s[] = "ABCDEF";
char *p = s; // s代表字符串首地址
for (int i = 0; i < int(strlen(s)); ++i) {
    // std::cout << p[i];
    std::cout << *(p + i); // 输出单个字符
}
std::cout << "\n";
std::cout << p << "\n"; // 输出整个字符串

特别的:针对 char 类型,可以直接输出首地址,编译器会自动将地址加一往后输出,直到遇到 \0 字符,即字符串结尾字符。(注意 string 类型没有 \0 结尾字符)

其他数据类型基本同理。

二维指针

即指针的指针,就是指针存储的是一个指针变量的存储地址,输出的时候就需要两层解引用了。

int val = 4;
int *p1 = &val;
int **p2 = &p1;
std::cout << **p2 << "\n";

数组指针和指针数组

1 数组指针

即数组的指针,代表整个数组的地址。由于 [] 优先级大于 *, 所以需要使用 () 代表 p 存储一个长度为 3 的数组的地址。

int (*p)[3];

2 指针数组

即数组中存储的是指针变量, * 首先和 int 结合。

int *p[2];

一些指针操作

需要了解下new操作

1 创建二维动态数组

  • 方法一:利用二维指针,C++ new操作

定义一个二维指针,二维指针指向的是长度为 n 的数组(数组中存储的是指针变量)的地址,即定义 f 时就指向了一个数组的首地址,而这个数组中的每个指针元素代表了二维数组每一行的首地址。

可以这样理解:一个 * 代表的是地址,去掉这个 * 剩下的就是这个地址指向值的类型,那么 int **f 去掉一个 * 就剩下了 int * ,也就是这个指针指向值的类型为 int*

然后利用循环,对二维指针进行操作,每维申请一个长度为 m 的数组,刚好 new 操作返回的就是一个数组的首地址,就可以赋给 f[i]

int **f = new int*[n];
for (int i = 0; i < n; ++i) {
    f[i] = new int[m];
}
// 同样可以以数组形式输出
for (int i = 0; i < n; ++i) {
	for (int j = 0; j < m; ++j) {
		f[i][j] = i * n + j;
		std::cout << f[i][j] << " \n"[j == m - 1];
	}
}
  • 方法二:利用二维指针,C malloc操作

这种方法其实是对二维数组的拙劣模仿,正常二维数组是一次寻址就能找到数据,而这种方法是二次寻址。

  • 一次寻址是因为编译器会直接去找 i * m + j 位置的元素
  • 二次寻址是因为首先最外层指针对第一维寻址,然后再对第二维寻址
int **f = (int**)malloc(sizeof(int*) * n);
for (int i = 0; i < n; ++i) {
    f[i] = (int*)malloc(sizeof(int) * m);
}
  • 方法三:使用数组指针

直接定义个数组指针指向整个二维数组

int (*p)[3] = new int[2][3];
int cnt = 0;
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
	for (int j = 0; j < 3; ++j) {
		// *(*(p + i) + j) = ++cnt;
		// std::cout << *(*(p + i) + j) << " \n"[j == 2];
		p[i][j] = ++cnt;
		std::cout << p[i][j] << " \n"[j == 2];
	}
}
  • 方法四:使用C++ vector

声明了等价于 a[n][m] 的数组

vector<vector<int>> a(n, vector<int>(m, 0));

2 数组传参

注意:数组传参数会退化成指针,一维数组传递退化成指向数组首元素的指针。

2.1 一维数组传参

  • 使用一维指针传参,传入数组首地址
#include <stdio.h>
void print(int *b, int len) {
	for (int i = 0; i < len; ++i) {
		printf("%d ", *(b + i));
	}
}
int main() {
	int a[3] = {1, 2, 3};
	int length = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
	print(a, length);
	return 0;
}
  • 使用数组指针传参,传入数组地址

此时, b 指向了一个长度为 3 的数组,*b 先对第二维解引用,然后才是对第一维(即传入的 a[3] )操作。

#include <stdio.h>
void print(int (*b)[3], int len) {
	for (int i = 0; i < len; ++i) {
		printf("%d ", *(*b + i));
	}
}
int main() {
	int a[3] = {1, 2, 3};
	int length = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
	print(&a, length); // 注意此时传入了数组的地址
	return 0;
}
  • 传入数组指针,传入数组的首地址
#include <stdio.h>
void print(int b[], int len) {
	for (int i = 0; i < len; ++i) {
		printf("%d ", *(b + i));
	}
}
int main() {
	int a[3] = {1, 2, 3};
	int length = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
	print(a, length);
	return 0;
}
  • CPP:传引用

可以防止数组退化成指针

#include <iostream>
void print(int (&b)[3], int len) {
	for (int i = 0; i < len; ++i) {
		printf("%d ", *(b + i));
	}
}
int main() {
	int a[3] = {1, 2, 3};
	int length = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
	print(a, length);
	return 0;
}

2.2 二维数组传参

  • 使用数组指针传参,传入第二维数组的首地址

同样会退化成指针,二维数组传递会退化成指向数组一维元素(即 [3] 这一维)的指针,指向的是一个长度为 3 的数组。

传参时,二维必须固定

#include <iostream>
void print(int (*b)[3]) {
	for (int i = 0; i < 2; ++i) {
		for (int j = 0; j < 3; ++j) {
			printf("%d ", *(*(b + i) + j));
		}
	}
}
int main() {
	int a[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
	print(a);
	return 0;
}
  • 使用数组指针传参,传入第二维数组的首地址

传参时,一维可以不固定,二维必须固定。

#include <iostream>
void print(int b[][3]) {
	for (int i = 0; i < 2; ++i) {
		for (int j = 0; j < 3; ++j) {
			printf("%d ", *(*(b + i) + j));
		}
	}
}
int main() {
	int a[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
	print(a);
	return 0;
}
  • CPP:使用引用传参
#include <iostream>
void print(int (&b)[2][3]) {
	for (int i = 0; i < 2; ++i) {
		for (int j = 0; j < 3; ++j) {
			printf("%d ", *(*(b + i) + j));
		}
	}
}
int main() {
	int a[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
	print(a);
	return 0;
}

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