C++指针与地址详解

指针的概念

◆ 1、“存储器”的概念
文件柜–>文件柜上的抽屉–>抽屉上的编号
对应于：
存储器—–>存储单元—–>存储单元的地址

◆ 2、存储器的使用
1）定义变量时，系统为变量分配相应的存储单元，通过变量名可以直接使用该存储单元。例如：
int x=5,y;
y=15; // y可以理解成该存储单元的当前名字

2) 通过存储单元的地址来使用该存储单元，这就需要有表示存储单元地址的量——指针型变量。例如：
int *ip; // ip是一个指针（变量）
ip=&y; // ip是存储空间y的地址
cout<< ip<< &y<< y<< *ip; //结果？

◆ 3、指针的定义
按变量的地址直接存取变量的方法称为“直接访问”方式。存贮变量的内存空间的首地址称为该变量的地址。如果将一个变量的地址放在另一个变量中，则存放地址的变量称为指针（Pointer）型变量。由于指针变量中的值是另一个变量的地址，我们习惯上形象地称为指针变量指向该变量。

存取变量也可以间接地由指针变量取得该变量的地址进行，称为“间接访问”方式。指针变量中的值简称为指针，所以指针就是地址。

取地址运算符& ：作用于内存中一个可寻址的数据（如变量、对象和数组元素等等），操作的结果是获得该数据的地址。

间接引用运算符* ：作用于一个指针类型的变量，访问该指针所指向的变量。例如：
int a=5, *pointer;
pointer=&a; //pointer指向a
*pointer=10; //间接访问，相当于a=10

◆ 4、指针定义的语法
指针类型变量定义语句格式如下：
《存贮类型》类型 *变量名1《,*变量名2…》;

例如：
int *lp1，*lp2; //定义整型指针变量lp1,lp2
float *fp1, fp2; //实型指针flp1，实型变量fp2

所谓指针类型，按指针指向的变量的类型区分。基本类型和派生类型都有对应的指针类型，包括类（class），甚至还有指针类型（指向指针的指针，二级指针）。

指针变量的赋值、初始化与简单应用

◆ 1、对指针赋值
对指针赋值有三种情况：

取变量地址：使指针指向该变量。
指针相互赋值：使两指针指向同一变量。（查看动画演示）
指针赋NULL：空指针，指针悬空。不同于指针未赋值。

注意：不能给指针变量随意赋一个地址值，只能取一个已经分配了内存的变量的地址赋给指针变量。变量或对象的内存地址是由编译系统来分配的。

【例5.6】指针赋值实例：
#include <iostream.h>
void main()
{
       int age1=18, age2=20, *p_age;
       p_age=&age1;
       cout<<"age of wang ping is"<<*p_age<<endl;
       p_age=&age2;
       cout<<"age of zhang ling is"<<*p_age<<endl;
}

◆ 2、指针变量初始化
例如： int age , *p_age=&age; //p_age初始化为指向整型量age。

任何类型指针都可以赋以0值（NULL），称空指针，表示该指针不指向该类型的任何一个变量（对象）。注意不是指向地址为0的内存空间。

常量是不可寻址的，但常变量是可寻址的，如：
p_age=&20； //错误
const float PI=3.14159;
float *pointer=&PI; //正确

◆ 3、指针使用时注意

指针类型可以强制转换，有特殊应用，例如：
int m, *pm=&m;
char *p1=(char*)&m, *p2=(char*)pm;
用pm读的是整型数，用p1，p2读的是整型数的第一个字节。
同类型的指针可以相互赋值，如有说明：
int val1=18, val2=20, *p_val1=&val1, *p_val2=&val2;
// p_val1指向val1,p_val2指向val2
执行 p_val1=p_val2; 后，则p_val1也指向val2，而没有指针指向val1了。（查看动画演示）
必须谨慎使用指针，一旦使用不当会产生灾难性的后果。
例如，局部指针变量在定义时其中的值为随机数，即指针指向了一个无意义的地址，也可能偶然指向了一个非常重要数据的地址。如果对所指的内存进行不当操作，其中的数据就丢失了。
再如，全局指针变量，原指向一个局部变量，后来该内存又重新分配了，我们再对该指针所指地址进行操作，同样会发生不可预知的错误。
对指针变量决不可以任意赋一个内存地址，结果甚至是灾难性的。如：
int *P=(int *)0xaf80;
把指针变量P的初始置为0xaf80，我们并不知道那个内存单元放的是什么数据，这在一般程序中是非常危险的。
如果通过指向对象或结构变量的指针变量来访问其公有成员时，则只要在指针变量名后加箭头号（箭头操作符“->”），再加公有成员名就可以了。
【例5.7】通过结构指针来访问结构成员。
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;

struct student{
    char name[20];
    char id[10];//学号最好用字符串，当学号以0开头，整数会丢失0甚至认为是八进制
    int age;
    float score;
    char address[30];
};
int main(){
    student st1,*prst;
    prst=&st1;
    cout<<"请输入学生的姓名："<<endl;
    cin.getline(st1.name,20);//cin.getline可输入空格
    cout<<"请输入学号、年龄和入学成绩："<<endl;
    cin>>st1.id>>st1.age>>st1.score;
    cin.get();//吸收掉换行回车符
    cout<<"请输入家庭住址："<<endl;
    cin.getline(st1.address,30);
    cout<<"姓名"<<'/t'<<prst->name<<'/n';
    cout<<"学号"<<'/t'<<prst->id<<'/n';
    cout<<"年龄"<<'/t'<<prst->age<<'/n';
    cout<<"入学成绩"<<'/t'<<prst->score<<'/n';
    cout<<"家庭住址"<<'/t'<<prst->address<<endl;
    return 0;
}
指针常量是固定指向一个对象的指针，即指针本身是常量：
char ch=’a’,ch1=’x’;
char * const ptr=&ch; //注意const放在类型说明之后，变量名之前
*ptr=’b’;//正确
ptr=&ch1;//错误
ptr本身在初始化时所指向的地址是不可改变的，但它指向的目标ch的值是可以改变的。
常量指针是指向“常量”的指针，即指针本身可以改指向别的对象，但不能通过该指针修改对象。该对象可以通过其他方式修改，常用于函数的参数，以免误改了实参。类似于在“运算符重载”一节中引用参数前加const。
char ch=’a’,ch1=’x’;
const char * ptr1=&ch; //ptr1是常量指针
*ptr1=’b’; //错误，只能做ch=’b’
ptr1=&ch1; //正确

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