C++基础一文通(二)指针和结构体

一. 指针

1. 指针的基本概念

指针的作用: 可以通过指针间接访问内存

  • 内存编号是从0开始记录的,一般用十六进制数字表示
  • 可以利用指针变量保存地址

2. 指针变量的定义和使用

  • 定义指针 : 数据类型 * 指针名;
  • 变量的地址 : &变量名
  • 指针指向变量的地址 : 指针 = &变量;
  • 通过指针取值 : *指针
  • 在遍历中移动指针: 指针++
  • 用指针访问结构体的数据: 指针->属性
using namespace std;

int main() {

    int a = 10; //定义整型变量a
    
    //指针定义语法: 数据类型 * 变量名 ;
    int * p;

    //指针变量赋值
    p = &a; //指针指向变量a的地址
    cout << &a << endl; //打印数据a的地址
    cout << p << endl;  //打印指针变量p

    //2、指针的使用
    //通过*操作指针变量指向的内存
    cout << "*p = " << *p << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

指针变量和普通变量的区别

  • 普通变量存放的是数据, 指针变量存放的是地址
  • 指针变量可以通过" * "操作符,操作指针变量指向的内存空间,这个过程称为解引用

3 指针所占内存空间

所有指针类型在32位操作系统下是4个字节
所有指针类型在64位操作系统下是8个字节

4. 空指针

空指针:指针变量指向内存中编号为0的空间, 注意:空指针指向的内存是不可以访问的

#include 

using namespace std;

int main() {

    //指针变量p指向内存地址编号为0的空间
    int * p = NULL;

    //访问空指针报错 
    //内存编号0 ~255为系统占用内存,不允许用户访问
    cout << "*p at"<< *p << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

5. 野指针

野指针:指针变量指向非法的内存空间

总结:空指针和野指针都不是我们申请的空间,因此不要访问。

6. const 常量指针

常量指针 , 这个指针只能指向常量, 指向的值被视为是常量

const修饰的是指针,指针指向可以改,指针指向的值不可以更改

    int a = 10;
    int b = 10;

    //const修饰的是指针,指针指向可以改,指针指向的值不可以更改
    const int * p1 = &a; 
    p1 = &b; //正确
    //*p1 = 100;  报错

7. const 恒定向指针(指针常量)

const 恒定向指针,使得指针只能恒定指向某个地址
指针指向不可以改,指针指向的值可以更改

    int * const p2 = &a;
    //p2 = &b; //错误
    *p2 = 100; //正确

8. const 常量恒定向指针

无用

//const既修饰指针又修饰常量
const int * const p3 = &a;

9. 指针指向数组

int main() {

    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

    int * p = arr;  //指向数组的指针

    cout << "第一个元素: " << arr[0] << endl;
    cout << "指针访问第一个元素: " << *p << endl;

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //利用指针遍历数组
        cout << *p << endl;
        p++;
    }
    p -= 10; // 必须复位才行
    system("pause");

    return 0;
}

注意 : 这样取值会移动指针位置, 记得复位, 否则下次再读就错了

10. 指针遍历数组的两种方法:

(1). 移动指针遍历

如上面的程序, 这种遍历方法会移动指针, 如果想再次遍历, 记得移回来! 否则就指错位置了

#include 

using namespace std;

int main()
{

    int arr[10];
    int *p = arr; //指向数组的指针

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //利用指针遍历数组
        *p = i;
        p++;
    }
    p -= 10; // 由于指针移动了, 下次遍历前要移回来
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //利用指针遍历数组
        cout << *p << endl;
        p++;
    }

    return 0;
    p -= 10; // 由于指针移动了, 下次遍历前要移回来
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        //利用指针遍历数组
        cout << *p << endl;
        p++;
    }

    return 0;
}
(2). 使用 p[索引]取值法

赋值时, 可以用 p[索引] = 值 进行赋值, 也能用 p[索引] 取值, 因为没有移动指针, 可以随便取值

#include 

using namespace std;

int main()
{

    int arr[10];
    int *p = arr;

    // 赋值时, 可以用 p[索引] = 值
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        p[i] = i;
    }
    // 能用 p[索引] 取值
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << "????" << p[i] << endl;
    }
    // 因为没有移动指针, 再取也没事
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << "????" << p[i] << endl;
    }

    return 0;
}

11. 指针和函数传参

如果不想修改实参,就用值传递,如果想修改实参,就用地址传递

#include 

using namespace std;

//值传递
void swap1(int a, int b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
//地址传递
void swap2(int *p1, int *p2)
{
    int temp = *p1;
    *p1 = *p2;
    *p2 = temp;
}

int main()
{

    int a = 10;
    int b = 20;

    swap1(a, b); // 值传递不会改变实参
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
    
    swap2(&a, &b); //地址传递会改变实参
    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

二. 结构体

结构体可以理解为用户创建的一个数据类型

1. 创建结构体

语法:struct 结构体名 { 结构体成员列表 };

通过结构体创建变量的方式有三种:

  • struct 结构体名 变量名
  • struct 结构体名 变量名 = { 成员1值 , 成员2值...}
  • 定义结构体时顺便创建变量(实例)
 //结构体变量创建方式3  创建结构体student的同时, 创建  student类型变量 stu3
struct student
{
    //成员列表
    string name;  //姓名
    int age;      //年龄
    int score;    //分数
}stu3;

2. 实例化结构体

方法一:

//结构体变量创建方式1
int main()
{
    struct student stu1; // struct 关键字可以省略

    // 变量赋值
    stu1.name = "anny";
    stu1.age = 8;
    stu1.score = 100;

    // 输出
    cout << "name:" << stu1.name << ", age:" << stu1.age << ", score:" << stu1.score << endl;
    
    system("pause");
    return 0;
}

方法二:

int main()
{
    student stu1 = {"anny",8,100}; // struct 关键字可以省略

    // 输出
    cout << "name:" << stu1.name << ", age:" << stu1.age << ", score:" << stu1.score << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

方法三:

创建结构体时就实例化

实例化时, struct关键字可以省略, 我还是省略了吧, 直接按面向对象去理解

3. 结构体数组

// struct  结构体名 数组名[元素个数] = {  {} , {} , ... {} }
// 结构体名 数组名[元素个数] = {  {} , {} , ... {} }

#include 

using namespace std;

//结构体定义
struct student
{
    //成员列表
    string name; //姓名
    int age;     //年龄
    int score;   //分数
};

int main()
{
    //结构体数组
    student stu_arr[3] =
        {
            {"anny", 18, 80},
            {"haha", 19, 60},
            {"gaga", 20, 70}};

    // 输出
    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        cout << "name: " << stu_arr[i].name << " age: " << stu_arr[i].age << " score: " << stu_arr[i].score << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

实例化时, struct关键字还是可以省略

4. 指针指向结构体

利用操作符 ->可以通过结构体指针访问结构体属性

#include 

using namespace std;

//结构体定义
struct student
{
    //成员列表
    string name; //姓名
    int age;     //年龄
    int score;   //分数
};

int main()
{

    struct student stu = {
        "anny",
        18,
        100,
    };

    struct student *p = &stu;

    p->score = 80; //指针通过 -> 操作符可以访问成员

    cout << "name: " << p->name << " age: " << p->age << " score: " << p->score << endl;

    system("pause");

    return 0;
}

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