Summary on C++

Summary on C++ 

2018-08-15 14:55:02

 

1. 什么是指针？

 

指针是一个变量，其值为另一个变量的地址，即，内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样，您必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。指针变量声明的一般形式为：

 

type *var-name;

 

在这里，type 是指针的基类型，它必须是一个有效的 C++ 数据类型，var-name 是指针变量的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是，在这个语句中，星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明：

 

int    *ip;    /* 一个整型的指针 */
double *dp;    /* 一个 double 型的指针 */
float  *fp;    /* 一个浮点型的指针 */
char   *ch;    /* 一个字符型的指针 */

 

所有指针的值的实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，都是一样的，都是一个代表内存地址的长的十六进制数。不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

 

实例

#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{ 
　　int var = 20; // 实际变量的声明
　　int *ip; // 指针变量的声明
　　ip = &var; // 在指针变量中存储 var 的地址
　　cout << "Value of var variable: ";
　　cout << var << endl; // 输出在指针变量中存储的地址
　　cout << "Address stored in ip variable: ";
　　cout << ip << endl; // 访问指针中地址的值
　　cout << "Value of *ip variable: ";　　
　　cout << *ip << endl;
　　return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of var variable: 20
Address stored in ip variable: 0xbfc601ac
Value of *ip variable: 20

 

C++ Null 指针

NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。请看下面的程序：

#include <iostream>

using namespace std;

int main ()
{
   int  *ptr = NULL;

   cout << "ptr 的值是 " << ptr ;
 
   return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

ptr 的值是 0

 

C++ 指针的算术运算

指针是一个用数值表示的地址。因此，您可以对指针执行算术运算。可以对指针进行四种算术运算：++、--、+、-。

假设 ptr 是一个指向地址 1000 的整型指针，是一个 32 位的整数，让我们对该指针执行下列的算术运算：

ptr++

在执行完上述的运算之后，ptr 将指向位置 1004，因为 ptr 每增加一次，它都将指向下一个整数位置，即当前位置往后移 4 个字节。这个运算会在不影响内存位置中实际值的情况下，移动指针到下一个内存位置。如果 ptr 指向一个地址为 1000 的字符，上面的运算会导致指针指向位置 1001，因为下一个字符位置是在 1001。

递增一个指针

我们喜欢在程序中使用指针代替数组，因为变量指针可以递增，而数组不能递增，因为数组是一个常量指针。下面的程序递增变量指针，以便顺序访问数组中的每一个元素：

实例

#include <iostream> using namespace std; const int MAX = 3; int main () { int var[MAX] = {10, 100, 200}; int *ptr; // 指针中的数组地址 ptr = var; for (int i = 0; i < MAX; i++) { cout << "Address of var[" << i << "] = "; cout << ptr << endl; cout << "Value of var[" << i << "] = "; cout << *ptr << endl; // 移动到下一个位置 ptr++; } return 0; }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Address of var[0] = 0xbfa088b0
Value of var[0] = 10
Address of var[1] = 0xbfa088b4
Value of var[1] = 100
Address of var[2] = 0xbfa088b8
Value of var[2] = 200

 

C++ 指针数组

可能有一种情况，我们想要让数组存储指向 int 或 char 或其他数据类型的指针。下面是一个指向整数的指针数组的声明：

int *ptr[MAX];

在这里，把 ptr 声明为一个数组，由 MAX 个整数指针组成。因此，ptr 中的每个元素，都是一个指向 int 值的指针。下面的实例用到了三个整数，它们将存储在一个指针数组中，如下所示：

实例

#include <iostream> using namespace std; const int MAX = 3; int main () { int var[MAX] = {10, 100, 200}; int *ptr[MAX]; for (int i = 0; i < MAX; i++) { ptr[i] = &var[i]; // 赋值为整数的地址 } for (int i = 0; i < MAX; i++) { cout << "Value of var[" << i << "] = "; cout << *ptr[i] << endl; } return 0; }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of var[0] = 10
Value of var[1] = 100
Value of var[2] = 200

 

您也可以用一个指向字符的指针数组来存储一个字符串列表，如下：

实例

#include <iostream> using namespace std; const int MAX = 4; int main () { const char *names[MAX] = { "Zara Ali", "Hina Ali", "Nuha Ali", "Sara Ali", }; for (int i = 0; i < MAX; i++) { cout << "Value of names[" << i << "] = "; cout << names[i] << endl; } return 0; }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of names[0] = Zara Ali
Value of names[1] = Hina Ali
Value of names[2] = Nuha Ali
Value of names[3] = Sara Ali

 

C++ 指向指针的指针（多级间接寻址）

指向指针的指针是一种多级间接寻址的形式，或者说是一个指针链。通常，一个指针包含一个变量的地址。当我们定义一个指向指针的指针时，第一个指针包含了第二个指针的地址，第二个指针指向包含实际值的位置。

Summary on C++

一个指向指针的指针变量必须如下声明，即在变量名前放置两个星号。例如，下面声明了一个指向 int 类型指针的指针：

int **var;

当一个目标值被一个指针间接指向到另一个指针时，访问这个值需要使用两个星号运算符，如下面实例所示：

实例

#include <iostream> using namespace std; int main () { int var; int *ptr; int **pptr; var = 3000; // 获取 var 的地址 ptr = &var; // 使用运算符 & 获取 ptr 的地址 pptr = &ptr; // 使用 pptr 获取值 cout << "var 值为 :" << var << endl; cout << "*ptr 值为:" << *ptr << endl; cout << "**pptr 值为:" << **pptr << endl; return 0; }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

var 值为 :3000
*ptr 值为:3000
**pptr 值为:3000

 

2. C++ 引用

引用变量是一个别名，也就是说，它是某个已存在变量的另一个名字。一旦把引用初始化为某个变量，就可以使用该引用名称或变量名称来指向变量。

C++ 引用 vs 指针

引用很容易与指针混淆，它们之间有三个主要的不同：

  • 不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。
  • 一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。
  • 引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。

C++ 中创建引用

试想变量名称是变量附属在内存位置中的标签，您可以把引用当成是变量附属在内存位置中的第二个标签。因此，您可以通过原始变量名称或引用来访问变量的内容。例如：

int i = 17;

我们可以为 i 声明引用变量，如下所示：

int&  r = i;
double& s = d;

在这些声明中，& 读作引用。因此，第一个声明可以读作 "r 是一个初始化为 i 的整型引用"，第二个声明可以读作 "s 是一个初始化为 d 的 double 型引用"。下面的实例使用了 int 和 double 引用：

实例

#include <iostream> using namespace std; int main () { // 声明简单的变量 int i; double d; // 声明引用变量 int& r = i; double& s = d; i = 5; cout << "Value of i : " << i << endl; cout << "Value of i reference : " << r << endl; d = 11.7; cout << "Value of d : " << d << endl; cout << "Value of d reference : " << s << endl; return 0; }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of i : 5
Value of i reference : 5
Value of d : 11.7
Value of d reference : 11.7

 

C++ 把引用作为参数

我们已经讨论了如何使用指针来实现引用调用函数。下面的实例使用了引用来实现引用调用函数。

实例

#include <iostream> using namespace std; // 函数声明 void swap(int& x, int& y); int main () { // 局部变量声明 int a = 100; int b = 200; cout << "交换前，a 的值：" << a << endl; cout << "交换前，b 的值：" << b << endl; /* 调用函数来交换值 */ swap(a, b); cout << "交换后，a 的值：" << a << endl; cout << "交换后，b 的值：" << b << endl; return 0; } // 函数定义 void swap(int& x, int& y) { int temp; temp = x; /* 保存地址 x 的值 */ x = y; /* 把 y 赋值给 x */ y = temp; /* 把 x 赋值给 y */ return; }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

交换前，a 的值： 100
交换前，b 的值： 200
交换后，a 的值： 200
交换后，b 的值： 100

 

C++ 把引用作为返回值

通过使用引用来替代指针，会使 C++ 程序更容易阅读和维护。C++ 函数可以返回一个引用，方式与返回一个指针类似。

当函数返回一个引用时，则返回一个指向返回值的隐式指针。这样，函数就可以放在赋值语句的左边。例如，请看下面这个简单的程序：

实例

#include <iostream> using namespace std; double vals[] = {10.1, 12.6, 33.1, 24.1, 50.0}; double& setValues( int i ) { return vals[i]; // 返回第 i 个元素的引用 } // 要调用上面定义函数的主函数 int main () { cout << "改变前的值" << endl; for ( int i = 0; i < 5; i++ ) { cout << "vals[" << i << "] = "; cout << vals[i] << endl; } setValues(1) = 20.23; // 改变第 2 个元素 setValues(3) = 70.8; // 改变第 4 个元素 cout << "改变后的值" << endl; for ( int i = 0; i < 5; i++ ) { cout << "vals[" << i << "] = "; cout << vals[i] << endl; } return 0; }

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

改变前的值
vals[0] = 10.1
vals[1] = 12.6
vals[2] = 33.1
vals[3] = 24.1
vals[4] = 50
改变后的值
vals[0] = 10.1
vals[1] = 20.23
vals[2] = 33.1
vals[3] = 70.8
vals[4] = 50

当返回一个引用时，要注意被引用的对象不能超出作用域。所以返回一个对局部变量的引用是不合法的，但是，可以返回一个对静态变量的引用。

int& func() { int q; //! return q; // 在编译时发生错误 static int x; return x; // 安全，x 在函数作用域外依然是有效的 }
 

C/C++ 数组允许定义可存储相同类型数据项的变量，但是结构是 C++ 中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许您存储不同类型的数据项。

结构用于表示一条记录，假设您想要跟踪图书馆中书本的动态，您可能需要跟踪每本书的下列属性：

  • Title ：标题
  • Author ：作者
  • Subject ：类目
  • Book ID ：书的 ID

定义结构

为了定义结构，您必须使用 struct 语句。struct 语句定义了一个包含多个成员的新的数据类型，struct 语句的格式如下：

struct type_name { member_type1 member_name1; member_type2 member_name2; member_type3 member_name3; . . } object_names;

type_name 是结构体类型的名称，member_type1 member_name1 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的变量定义。在结构定义的末尾，最后一个分号之前，您可以指定一个或多个结构变量，这是可选的。下面是声明一个结构体类型 Books，变量为 book：

struct Books { char title[50]; char author[50]; char subject[100]; int book_id; } book;

 

访问结构成员

为了访问结构的成员，我们使用成员访问运算符（.）。成员访问运算符是结构变量名称和我们要访问的结构成员之间的一个句号。

下面的实例演示了结构的用法：

实例

#include <iostream> #include <cstring> using namespace std; // 声明一个结构体类型 Books struct Books { char title[50]; char author[50]; char subject[100]; int book_id; }; int main( ) { Books Book1; // 定义结构体类型 Books 的变量 Book1 Books Book2; // 定义结构体类型 Books 的变量 Book2 // Book1 详述 strcpy( Book1.title, "C++ 教程"); strcpy( Book1.author, "Runoob"); strcpy( Book1.subject, "编程语言"); Book1.book_id = 12345; // Book2 详述 strcpy( Book2.title, "CSS 教程"); strcpy( Book2.author, "Runoob"); strcpy( Book2.subject, "前端技术"); Book2.book_id = 12346; // 输出 Book1 信息 cout << "第一本书标题 : " << Book1.title <<endl; cout << "第一本书作者 : " << Book1.author <<endl; cout << "第一本书类目 : " << Book1.subject <<endl; cout << "第一本书 ID : " << Book1.book_id <<endl; // 输出 Book2 信息 cout << "第二本书标题 : " << Book2.title <<endl; cout << "第二本书作者 : " << Book2.

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