C++ 中指针类型的意义何在？

Question

假设我有一些指针叫做：

char * pChar;
int * pInt;

我知道它们都只是保存指向其他位置的内存地址，并且类型声明了特定指针指向的内存位置有多大。例如，一个 char 可能是系统上一个字节的大小，而一个 int 可能是 4 个字节。所以当我这样做时：

pChar++; // I am actually incrementing the address pointed to by pChar by 1 byte;
pInt++; // I am actually incrementing the address pointed to by pInt by 4 bytes;

但是如果我这样做呢：

pChar+2; // increment the address pointed to by pChar by 2 bytes?
pInt+2; // increment the address pointed to by pInt by 2 bytes? what happens to the other two bytes?

谢谢.. 如有任何澄清.. 指针类型是否仅用于 ++ 操作？

编辑：所以 avp 恰当地回答了我的问题，但我有一个后续问题，当我这样做时会发生什么：

memcpy(pChar,pInt,2);

它会复制 2 个字节吗？还是4个字节？我会有访问冲突吗？

编辑：根据 Ryan Fox 的说法，答案是 2 个字节，因为它们被强制转换为 (void*)。谢谢！关闭！

编辑：只是为了让未来的搜索者可以找到这个.. 我发现的另一条信息..

memcpy(pChar+5,pInt+5,2);

不会将 pInt+5bytelocations 指向的内存块的 2 个字节复制到 pChar+5bytelocations.. 发生的情况是 2 个字节从 pInt(4*5)bytelocations 复制到 pChar+5bytelocations.. 难怪我得到了访问违规，我试图在我不应该阅读的地方阅读.. :)

Answer 1

"++" 只是 X = X + 1 的别称；

对于指针，递增 1 或递增 N 无关紧要。 无论如何，使用 sizeof(type)*N。在 1 的情况下，它只是 sizeof(type)。

因此，当您增加 2 时（您的第二种情况）：
对于 char 是 2*sizeof(char)=2*1=2 字节，
对于 int 将是 2*sizeof(int)=2*4=8 字节。

Answer 2

啊，现在我明白了。你应该问过 - “指针有类型有什么意义？”

其实有两点：

• 指针算法；
• 取消引用（取回存储在指针指向的地址中的值）。

如果不知道指针的类型，两者都是不可能的。

补充：阅读memcpy的文档。最后一个参数是字节数，因为 memcpy 不知道指针的类型是什么。它的两个参数都是空指针。

添加 2： 访问冲突 - 视情况而定。如果您没有超出为这些指针分配的内存，则不会发生访问冲突。复制操作将逐字节复制所有内容，您将获得与预期一样的结果（尽管它可能没有多大意义）。

如果您超出分配的内存范围，那么您可能会遇到访问冲突，但您也可能只是越过为另一个变量分配的内存。当你的程序执行时，几乎不可能知道什么会到达哪里，所以这样做会导致非常不可预测的结果。

---

指针的三个主要优点：

1. 您可以“通过引用”将参数传递给函数。这在 C 中更多是一个问题，它没有像 C++ 这样的真正引用，但在许多情况下它仍然非常有用，比如当你必须与外部库合作时。另请注意，通过引用传递不仅在您希望函数修改您传递的变量时有用。它也非常适合将大型数据结构作为参数传递。
2. 用于构建各种漂亮的动态数据结构，如树、链表等。如果没有指针，这将是不可能的。
3. 因为能够根据需要将数组重新分配给更大/更小的数组。

附：我知道问题是关于为什么指针很好，仅以算术为例，对吧？

Answer 3

指针运算不能以这种方式精确工作。你的第一个例子是正确的，第二个不是。

pChar+2; // increment the address pointed to by pChar by 2 bytes
pInt+2; // increment the address pointed to by pInt by 8 bytes

Answer 4

对于这部分：

memcpy(pChar+5,pInt+5,2);

首先，评估“+”，然后进行类型转换。

所以以字节为单位：

pChar+5 这里“5”是5个字节，
pInt+5 这里“5”是 5 个整数，所以 5 * 4 = 20 个字节。
然后将所有内容都转换为 void* 并复制两个字节。

如果你使用计数器而不是“5”，就像这里：

for (int i = 0; i<100; i++)
    memcpy(pChar+i, pInt+i, 2);

然后对于 pChar，您将使用下一个复制命令覆盖一个复制的字节（第二个）。而对于 pInt，您将每一步跳跃 4 个字节（尽管这对于整数数组来说是可以的）。

Answer 5

我会说 C++ 中指针类型的意义在于考虑 vtable 偏移量。