C++指针 – BuildCodePro

C++指针知识点详解

编程小白的指针入门指南 – 用大白话解释复杂概念

📚 知识点目录

基础知识

什么是指针？
内存地址概念
指针的声明
指针的初始化

指针操作

取址运算符(&)
解引用运算符(*)
指针的赋值
指针的算术运算

高级应用

指针与数组
指针与函数
动态内存分配
指针与字符串

特殊指针

空指针(nullptr)
void指针
指向指针的指针
函数指针

📍 什么是指针？

指针就像是变量的”家庭地址”。想象一下，变量是房子，里面住着数据，而指针就是写有这个房子地址的小纸条。

通俗理解： 指针就是保存其他变量内存地址的变量。它不直接存储数据，而是存储数据的位置。

0x7ffee

变量num

➡️

0x7ffa2

0x7ffee

指针ptr

上图中，变量num存储了值42，指针ptr存储了num的地址(0x7ffee)。

📝 指针的声明与初始化

声明指针需要指定指针指向的数据类型，并在变量名前加*号。

                    int num = 10; // 一个普通的整型变量

                    int* ptr;      // 声明一个整型指针

                    ptr = &num;    // 将ptr指向num的地址

                    // 也可以在声明时直接初始化

                    int* ptr2 = &num;

                    // 访问指针指向的值

                    cout << *ptr; // 输出10 (解引用)

注意： 未初始化的指针称为”野指针”，指向随机的内存地址，使用它可能导致程序崩溃。总是初始化指针！

🔧 指针的基本操作

指针有两个核心操作符：&(取地址)和*(解引用)。

                    int num = 42;

                    int* ptr = &num; // & 获取num的地址

                    cout << ptr;  // 输出: 0x7ffee (num的地址)

                    cout << *ptr; // 输出: 42 (*访问该地址的值)

                    // 通过指针修改变量值

                    *ptr = 100;

                    cout << num; // 输出: 100

指针也可以进行算术运算，但要注意：指针的加减是根据指向类型的大小进行的。

                    int arr[3] = {10, 20, 30};

                    int* ptr = arr; // 指向数组第一个元素

                    cout << *ptr; // 输出10

                    ptr++;        // 移动到下一个元素 (地址增加4字节，因为int占4字节)

                    cout << *ptr; // 输出20

🧩 指针与数组

数组名实际上就是一个指向数组第一个元素的指针。数组和指针在C++中可以互换使用。

                    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

                    // 通过指针访问数组元素

                    int* ptr = arr; // 等同于 int* ptr = &arr[0];

                    for(int i = 0; i < 5; i++) {

                      cout << *(ptr + i) << " "; // 输出数组元素

                    }

                    // 数组名也可以像指针一样使用

                    cout << *(arr + 2); // 输出3

重要区别： 数组名是常量指针，不能被重新赋值，而普通指针可以指向不同的地址。

⚙️ 动态内存分配

使用new和delete操作符可以在程序运行时动态分配内存。

                    // 动态分配单个整数

                    int* ptr = new int;

                    *ptr = 42;

                    delete ptr; // 使用完后释放内存

                    // 动态分配数组

                    int* arr = new int[10];

                    for(int i = 0; i < 10; i++) {

                      arr[i] = i * i;

                    }

                    delete[] arr; // 释放数组内存

内存泄漏警告： 动态分配的内存必须手动释放，否则会造成内存泄漏。使用delete(单个对象)和delete[](数组)释放内存。

🚦 特殊指针类型

空指针(nullptr)

表示指针不指向任何有效的内存地址。C++11引入nullptr关键字代替NULL。

                    int* ptr = nullptr; // 安全的空指针

                    if(ptr == nullptr) {

                      // 指针为空时的处理

                    }

void指针

可以指向任意类型的数据，但在使用前必须转换为具体类型。

                    int num = 10;

                    void* vptr = &num;

                    // 使用前需要强制类型转换

                    int* iptr = (int*)vptr;

                    cout << *iptr; // 输出10

指向指针的指针

指针也可以指向另一个指针，形成多级指针。

                    int num = 5;

                    int* ptr = &num;

                    int** pptr = &ptr; // 指向指针的指针

                    cout << **pptr; // 输出5 (两次解引用)