前言
"打牢基础,万事不愁" .C++的基础语法的学习
引入
此前写过两篇和指针有关的帖子,https://mp.csdn.net/mp_blog/creation/editor/135878076
和 https://mp.csdn.net/mp_blog/creation/editor/135775707
在基础知识里,指针内容多而且重要,形式多变,对前面的内容再做一些补充
回顾
指针是数据地址,用途是间接访问数据.
指针的三种指向
此前没有深入分析,指针可以指向的数据有: 1.非数组数据;2.数组;3.结点.
非数组数据和数组比较简单,代码演示如下:
#include<iostream>
int main(void) {
using namespace std;
int a = 3;
int* p0 = &a; //指针指向单个非数组数据
cout << *p0 << endl;
int b[] = { 0,1,2 };
int* p1 = b; //指针指向数组
int size = sizeof(b) / sizeof(int);
for (int i = 0; i < size; i++) {
cout << p1[i] << endl;
}
}----结点:
结点包含了"数据域"和"指针域"两部分.结点Node以指针形式出现;数据域是某个类型的数据,指针域也是个结点(可以有多个结点,比如在"树"的数据结构中就有left和right两个结点).形式如下:
struct Person {
int age; //数据域
Person* next; //指针域
};
typedef Person* PNode; //结点定义结点示例:
Person ls = { 28,nullptr }; //生成对象张三,nullptr表示指针为空
PNode lsPtr =&ls; //生成张三的结点;
Person zs = { 30,lsPtr }; //生成对象李四,挂载到张三后面
cout << "张三的年龄是"<<ls.age << endl;
cout << "张三的next值是:"<<zs.next << endl;
cout << "李四的地址是:"<<&ls << endl;
cout << "李四的next值是:"<<ls.next<< endl;输出结果:
张三的年龄是28
张三的next值是:00AFFC94
李四的地址是:00AFFC94
李四的next值是:00000000----这个例子有些"生硬",通常数据结构中要定义添加结点和删除结点的算法.
结点有以下特征:
1.结点是一个结构类型struct(或者定义成类也可以)的指针,包含了数据域和指针域.指针域由一个或者几个结点的构成,他们将数据像链条一样连接在一起,组成了一个数据集合.结点好像把数据给"裹"了起来.
2.头结点遍历整个结点组成的集合,伪代码如下(类似链表写法,只有结点生成未写增删算法)
/*结点定义*/
struct T{
ElementType data;
struct T* next;
}
typedef struct T* TNode;
/*头结点建立,数据集合建立*/
TNode creatNode(){
TNode first= new T; //动态分配内存,建立一个结点
first->next=0; //结点的next指空
return first;
}
/*查询函数定义*/
TNode find(TNode t,ElementType data){ //查找数据data,传入头结点t
TNode node=t; //定义结点指向传入结点t
while(node){
if(node->data=data)
return node; //如果找到数据则返回结点
node=node->next; //没找到则指向结点next
}
return 0; //整个集合内未找到数据,返回空指针
}
/*调用查询函数*/
find(first,data) //调用时传入头结点first,查找data 推导:对于数组,指针指向数组首个元素;则指针可以访问整个数组中的所有元素,所以把首个元素看作整个数组.同样对于结点组成的集合,指针指向首个结点.可以访问整个集合里的所有结点,所以把头结点看作数据集合.
3.结点中的数据访问: "指针->变量",和前两者有所不同.
---指针的比喻
把指针看成一把钥匙,数据看成房间.
指向单个元素的指针,单个元素是一间上锁的房,指针是能开这间房的钥匙.
指向数组的指针,数组是连在一起的房间,,除了首间房有锁外,其他房间没有锁,指针能打开首间房,也能进入其他没有锁的房间
指向结点的指针,每个数据都是上了锁的房间,每间房都有一把(或者数把)打开其他房间的钥匙.指针可以打开其中一间房,然后找到里边的钥匙,再去打开其他房间.最后一间房没有钥匙(尾部指空)
指针天然是数组
在别的地方看到一句话:指针天然是数组,数组天然不是指针.前一句有道理的,后一句我也没理解什么意思,好像是为了押韵拿来凑数的.但"指针天然是数组"是有用的,理解一下.
举例:
int a = 3;
int* p0 = &a;
cout << "p0指向的地址里的值是:" << *p0 << endl; //通常表示方法
cout << "p0指向的地址里的值是:" << p0[0] << endl; //指向单个元素a,a仍被视为数组
cout << "p0后一个越界地址里的值是:" << p0[1] << endl; //指针已越界,但不报错1> 指针p0指向单个元素a,但a仍被视为数组,如p0[0]
2> C++(C语言也一样)不会检查指针的边界,使得只要初始化指针后,用下标[]可以继续访问同样类型的数据,即使指针已越界,数据出错,编译器也不会报错.如p0[1]
双重指针
指针表示地址,双重指针表示双重地址.指针的意义在于使用解引用运算符*间接访问数据,双重指针就是使用两次**访问数据.如果这样去理解,那么对应以下代码:
int main(void) {
using namespace std;
int a = 30,b=40,c=50;
int* ap = &a;
int *bp = &b;
int *cp = &c;
/*指针指向单个元素,意义不大*/
int** app = ≈ //指向单元素的双重指针
cout << "指针获取的变量a的地址为:" << ap << endl; //指针获取的地址
cout << "指针获得的变量a的值为:" << *ap << endl; //指针获得的值
cout << "双重指针获得的变量a的地址为:" << *app << endl; //双重指针获得的地址
cout << "双重指针获得的变量a的值为:" << **app << endl; //双重指针获得的值
}----笔者才开始学到双重指针的时候还挺兴奋,现在看来用的机会不是太多.多数情况下,用到了"指针天然是数组"这个概念,即双重指针主要表示指向指针数组的指针(好像有点绕),有个例子:
//双重指针用指针数组指向二维数组,及指针指向二维数组
/*指针指向二维数组*/
int doubleArray[][3] = { { 100,200,300 },{ 400,500,600 },{ 700,800,900 } };
int(*p)[3] = doubleArray; //指向二维数组的指针
//访问第1行第三个数字:300
cout << "第一行第三个数字为:" << endl;
cout << p[0][2] << endl; //指针间接访问数据
cout << *(*(p)+2) << endl; //指针间接访问数据
//双重指针用指针数组指向二维数组
int ar[] = { 100,200,300 }; //建立3个数组
int br[] = { 400,500,600 };
int cr[] = { 700,800,900 };
int* pr[] = { ar,br,cr }; //建立指针数组
int** ppr = pr; //双重指针指向指针数组
//访问第1个数组第3个数字为:300
cout << "第1个数组第3个数字为:" << endl;
cout << ppr[0][2] << endl; //双重指针间接访问数据说明: 用双重指针两次解引用来取得单个数据,有些"画蛇添足".
不管是数组还是链表,指针最适合的还是表示数据集合而非单个元素.笔者认为双重指针不太适合"数据集合里的元素还是集合"这种形式(用容器类对象),二维数组这个算特殊例子.
有的资料上说,双重指针在代码中的用途是修改地址.因为C和C++中的函数都是按值传递,即传入函数形参的值不能被修改,需要修改传入值,必须传入值的地址.那么如果要修改地址,就必须传入地址的地址,即双重指针.其操作基本步骤如代码所示,过程如下:
1>建立一个指针数组,放入某数据类型的指针;
2>建立一个双重指针,指向该指针数组.
3>设计函数时,形参用双重指针.在调用函数时传入
设想应用场景:
//伪代码:传入双重指针,返回符合条件的指针
T* app(T** t){
T* result;
if(condition)
result=t[0]; //条件对应指针数组中第一个元素
else
result=t[1]; //条件对应指针数组中第二个元素
return result;
}小结
指针深入一点理解.加深印象.指针确实有点麻烦,但又非常重要.后记:函数指针.
