第6-指针与引用.pptx

在计算机中，所有的数据都是存放在计算机的内存中。为了访问这些数据，计算机必须提供这些数据在内存中的位置，数据在计算机内存中的位置就称为内存地址。同样，为了执行程序，程序中使用的函数也必须位于内存的某个地方，所以函数也有地址。在访问变量和函数时，我们可以直接通过函数名和变量名访问，这种方式称为“直接访问”。还可以采用另一种称为“间接访问”的方式，将变量或函数的地址存放在另一个特殊的变量中，当要访问变量或函数时，就可以通过该特殊变量获取变量和函数的地址，然后再访问变量和函数。由于通过地址能找到所需的变量，所以说地址“指向”该变量，因此在C+中将地址称为指针。一个变量的地址称为该变量的“指针”。用于存放地址的变量就称为指针变量。指针变量的声明与一般变量类似，只需要在类型名后添加一个表示指针的星号“*”。例如，下面的语句声明了一个指向int型的指针变量：int*pInt;这个语句声明了一个指针变量pInt，它可以存储int类型变量的地址。在命名指针变量时，C+通常使用p表示指针，这样很容易区分一般变量和指针变量，从而使源程序更容易理解。C+提供两个与指针变量有关的运算符：l&取地址运算符l*间接运算符 在使用指针变量时，就需要对指针变量进行赋值。指针变量的值只能是一个地址，决不能向指针变量赋予任何其它数据，否则将引起错误。在C+语言中，变量的地址是由编译器分配的，对用户完全透明，用户不会知道变量的具体地址。为此，C+提供了一个特殊的运算符取地址运算符“&”。假设number是一个变量，则&number表示变量number的地址。使用取地址运算符就可以将一个变量的地址保存到指针变量中。间接运算符“*”与指针变量一起使用。在使用变量时，可以直接访问其中存储的数据，而通过指针变量访问数据时，首先需要获取指针变量中存储的数据地址，然后再根据该地址访问数据，这也就是为什么称为间接运算符。使用未初始化的指针变量要比使用未初始化的普通变量更危险。因为指针变量包含的是一个地址，当使用未初始化的指针变量时，该指针变量可能包含一个乱码，这时通过该指针变量将访问一个未知区域的的内存。因此，在使用指针变量时，一定要对指针变量进行实始化。指针变量即然可以存储变量的地址，当然也可以存储数组和数组元素的地址。本节主要向读者讲解指针和数组的相关知识。l 使用指针法引用数组元素l 使用指针处理多维数组 使用指针法引用数组元素是基于指针变量的算术运算。指针变量只能进行加、减算术运算。对一个指针变量加一个整数值后，其结果仍然一个地址。从指针变量中减去一个整数后，其结果也是一个地址。对指针变量的算术运算采用一种特殊的方式，假设指针变量pArray保存数组的地址，给指针变量pArray加1后，该指针变量将保存数组中下一个元素的地址。由于数组是double型，每个元素占8个字节，则pArray+1意味着pArray的值加8个字节，以使它指向下一个元素。使用指针处理一维数组相当简单，但使用指针处理多维数组时就比较复杂。由于C+将一个二维数组当作多个一维数组来处理，所以一个a23的数组则可以被分解为两个一维数字使用。当有了这个样的数组转换后，那么就可以利用指针来处理多维数组的相关问题了。本节介绍指针与函数的相关使用方法，只要知识点包括：本节介绍指针与函数的相关使用方法，只要知识点包括：l 作为形参的指针l 返回指针的函数l 函数指针 本节介绍指针与函数的相关使用方法，只要知识点包括：本节介绍指针与函数的相关使用方法，只要知识点包括：l 作为形参的指针l 返回指针的函数l 函数指针 在使用数组作为函数的形参时，实际上传递的是数组地址，这时就可以在函数内部定义一个指针变量保存数组地址，并使用指针变量引用数组元素。由于函数的形参实际就是函数的一个局部变量，所以可以直接使用指针变量来接收数组的地址。在实参向形参传递数值采用的是值传递，也就说，只可以将实参的数值传递给形参，而形参无法将数值传回给实参。如果使用指针为函数的参数，仍然会按值传递一样。但由于传递的是另一个变量的地址，如果创建该变量的地址副本，是副本仍然指向相现的变量。所以在以指针为形参的函数可以处理调用者传递的实参。一个函数可以返回一个整数、字符串、浮点数等基本数据类型，同时也可以返回指针类型的数值，即地址。在函数中返回指针时，必须确保在调用函数中返回的地址仍然有效。也就是说，在指针返回到调用函数后，指针所指向的变量必须仍在其作用域中。到目前为止，所使用的指针变量都存储一个与指针具有相同类型的变量的地址。实际上，指针变量也可以存储函数的地址。在程序执行过程中，这种指针变量可以在不同的时候指向不同的函数，并且可以使用该指针变量来调用函数。与指向变量的指针变量一样，在声明指向函数的指针变量时，必须声明函数的参数类型列表，以及返回类型。声明指向函数的指针变量的一般形式如下：返回类型(*指针变量名)(参数类型列表)这种函数指针变量只能指向具有声明中指定的返回类型，以及参数类型的函数。在声明常量时可以使用const关键字，禁止在程序中修改常量的值。同样，在声明指针时也可以使用const关键字，根据const的位置不同，声明的指针可以分为指向常量的指针和指针常量。在声明指针语句的类型前加const关键字，表示指向的是一个常量。例如：const int num=12;const int*pNum=#将变量num的地址赋给指向常量的指针pNum后，可保证不能通过指针变量pNum修改变量num的值。*pNum=15;/error:不能给常量赋值 虽然指向常量的指针变量的内容不能被修改，但指针变量可以指向另一个常量，即指针变量可以修改。在声明指针变量语句的变量名前添加const关键字，则该指针变量本身就变成一个常量。如何区分指向常量的指针与指针常量。这可以根据运算符的优先级和结合性来分析。在声明语句中，C+的运算符从高到低依次为：l 从声明的名称开始，被圆括号括起来的那部分优先级最高，最先被运算。l 其次是后缀操作符。后缀操作符括号“()”表示声明了一个函数，而方括号“”表示声明了一个数组。l 然后是前缀操作符。前缀操作符主要星号“*”，表示声明了一个指针。l 如果const关键字的后是类型说明符（如int，long等），那么const仅作用于类型说明符表示常量数据。在其他情况下，const关键字作用于其左边紧邻的指针星号，表示是指针常量。如果定义一个char*类型的指针变量，毫无疑问它可以指向char类型的数组。char类型的数组可以表示为一个字符串。这样，char*类型的指针变量还可以指向一个字符串。对于一个字符串常量，C+会像字符数组一个在内存开辟一块区域来存储字符串值，并在结尾处使用“0”。可以看出这是一种C样式的字符串表示，在C+中主要使用string对象来表示字符串。该指针变量指向的就是这块区域的首地址，不要误认为它是一个字符串对象。前面声明的变量和数组都是静态分配的。也就是在编译时为数据分配内存空间，当程序执行时所需的内存已经分配好。这种分配方式存在两个问题：如果事前分配了1000个单词的存储空间，但在程序的运行过程中实际没有1000个单词，这会造成内存空间的浪费。另一方面，如果试图存储1001个单词，则静态分配的内存又会不足。为了解决这两个问题，就需要使用动态内存分配。动态内存分配是在程序的执行过程中，根据需要分配内存。动态分配的内存变量不能在编译期间声明，即不能在源程序中使用变量指定，这就需要使用其他方式标识分配的内存地址。很显然，存储该地址的惟一方式就是使用指针变量。l堆与new和delete运算符l数组的动态分配内存 引用就是一个变量的别名，使用变量的别名可以代替原来的变量名。因为引用时变量的别名而非指针，所以在声明引用时必须指现对应的变量。例如，下面语句声明了一个变量的引用：int number=0;int&num=number;/定义变量number的引用num 在声明引用时，类型名后面的&符号表示声明的是一个引用，该引用代表变量名number的别名，因此在声明引用时需要将变量名赋于引用。