【C++指針篇（一）】

指針

指針的作用：通過指針間接通路記憶體

• 記憶體編号是從0開始記錄的，一般使用十六進制數字表示
• 可以利用指針變量儲存位址

指針變量的定義和使用

定義文法：資料類型 * 變量名

【demo】：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    // 1、指針的定義
    int a = 10; //定義整形變量a

    // 指針定義文法：資料類型 * 變量名
    int *p;

    // 指針變量指派
    p = &a; //指針指向變量a的位址

    cout << "a的位址為: " << &a << endl;
    cout << "指針 p : " << p << endl;

    // 2、指針的使用
    // 通過 * 操作指針變量指向的記憶體

    cout << "*p = " << *p << endl;

    return 0;
}      

指針變量與普通變量的差別

• 普通變量存放的是資料，指針變量存放的是位址
• 指針變量可以通過 " * "操作符，操作指針變量指向的記憶體空間，這個過程稱為解引用

小結

• 可以通過 & 符号擷取變量的位址
• 利用指針可以記錄位址
• 對指針變量解引用，可以操作指針指向的記憶體

指針鎖占記憶體空間

• 所有指針類型在32為作業系統下是4個位元組
• 在 64 位作業系統下是8個位元組

空指針和野指針

• 空指針：指針變量指向記憶體編号為0的空間

    用途：初始化指針變量

    注意：空指針指向的記憶體是不可以通路的

【demo】：

int main(){

    //指針變量p指向記憶體位址編号為0的空間

    int * p = NULL;

    //通路空指針報錯

    //記憶體編号0 ~255為系統占用記憶體，不允許使用者通路

    cout << *p << endl;

    system("pause");

    return 0;
}      

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int a = 10;
    int *p = &a; // 指針指向資料a的位址

    cout << "P = " << p << endl;
    cout << "*p = " << *p << endl;
    cout << "sizeof(p) : " << sizeof(p) << endl;
    cout << "sizeof(char *) : " << sizeof(char *) << endl;
    cout << "sizeof(float *) : " << sizeof(float *) << endl;
    cout << "sizeof(double *) : " << sizeof(double *) << endl;

    // 空指針
    //int *q = NULL;
    // cout << "*q=NULL : " << *q << endl; // Segmentation fault (core dumped)

    // 野指針
    //int *r = (int *)0x1100;
    //cout << "*r = (int *)0x1100 : " << *r << endl; // Segmentation fault (core dumped)
    return 0;
}      

• 野指針：指針變量指向非法的記憶體空間

6、const修飾指針

• const修飾指針 : 常量指針

const int *p = &a ;

                指針的指向可以修改：p = &b;

                指針指向的值不能修改      

• const修飾常量 : 指針常量

int *const p = &a;

                指針的指向不能修改;

                指針指向的值可以修改：*p = 100;      

• const即修飾指針又修飾常量

const int *const p = &a;

                指針的指向不能修改;

                指針指向的值也不能修改;      

【demo】：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    // const 修飾的是指針，指針指向可以修改，指針指向的值不能更改
    const int *p1 = &a;
    p1 = &b;
    cout << "p1 = " << p1 << endl;
    cout << "*p1 = " << *p1 << endl;
    // *p1 = 100; // 報錯，指針指向的值不能修改
    cout << " 修改 *p1 = 100 : " << false << endl;

    // const 修飾的是常量，指針指向不可以修改，指針指向的值可以修改
    int *const p2 = &a;
    // p2 = &b; // 報錯，指針指向不可以修改
    *p2 = 100;

    // const即修飾指針又修飾常量
    const int *const p3 = &a;
    // p3 = &b;   // 報錯
    // *p3 = 100; // 報錯
    return 0;
}      

7、指針與數組

作用 : 利用指針通路數組中的元素

【demo】：

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    int *p = arr; // 指向數組的指針，預設指向數組的第一個元素
    cout << "數組arr的第一個元素 : arr[0] =  " << arr[0] << endl;
    cout << "指針通路的元素 : *p = " << *p << endl;

    int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        // 利用指針周遊數組
        cout << "*p = " << *p << endl;
        p++;
    }
    return 0;
}      

8、指針和函數

作用 : 利用指針函數參數，可以修改實參的值

【demo】：

#include <iostream>
using namespace std;

void swap1(int a, int b)
{
    int tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}

void swap2(int *p, int *q)
{
    int tmp = *p;
    *p = *q;
    *q = tmp;
}

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 20;
    swap1(a, b); // 值傳遞不會改變實參
    cout << "值傳遞："
         << "a = " << a << " b = " << b << endl;
    swap2(&a, &b); // 位址傳遞會改變實參

    cout << "位址傳遞："
         << "a = " << a << " b = " << b << endl;

    return 0;
}      

9、指針、數組、函數

案例 ： 封裝一個函數，利用冒泡排序，實作對整形數組的升序排序      

#include <iostream>
using namespace std;

// int * arr 可以寫成  int arr[]
void bubbleSort(int *arr, int len)
{
    for (int i = 0; i < len - 1; i++)
    {
        for (int j = i + 1; j < len; j++)
        {
            if (arr[i] > arr[j])
            {
                int tmp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = tmp;
            }
        }
    }
}

void printArray(int arr[], int len)
{
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        cout << arr[i] << " ";
    }
    cout << endl;
}

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

    return 0;
}