C++ Primer 阅读笔记（一）

港控/mmm° 2022-10-07 06:53 202阅读 0赞

# 2.3 复合类型 #

## 2.3.1 引用 ##

## 2.3.2 指针 ##

#### 1 指针 ####

> 指向是指向另一种类型的复合类型

> **与引用类似**
> 
> 都实现了对其它对象的间接访问

> **与引用不同**
> 
> 指针本身是对象，允许对其赋值和拷贝
> 
> 在其生命周期内，可以指向几个不同的对象
> 
> 不需要在定义时赋初值，在块作用域若未初始化，则拥有一个不确定的值

#### 2 获取对象的地址 ####

指针存放某个对象的地址，获取对象地址，需用**取地址符**（&）

int val = 42;
    int *p = &val; // p指针存放变量val的地址,或者说p是指向val的指针

除了两种例外情况（后面总结），其它所有的类型都要和它所指向的对象严格匹配，若指针指向了一个其它类型的对象，则该对象操作将发生错误【编译不通过】![在这里插入图片描述][20210616192632959.png_pic_center]

#### 3 指针值 ####

指针的值 (即地址) 应属下列四种状态之一

1、指向一个对象

2、指向紧邻对象所占空间的下一位置

3、空指针，指针没有指向任何对象

4、无效指针，即上述情况之外的指针

拷贝或访问无效指针将引发错误，且编译器不会检查。这与使用未初始化的变量一样。第2，3种的指针有效，但没有指向任何对象，所以访问此类指针对象的行为不允许。

**指向紧邻对象所占空间的下一位置如何理解？**

> 例：声明一个 int32 数组，数组在初始化时会自动分配地址以及元素个数。假定起始地址为001E，int\* p=arr，即指向该数组的指针，指向其首部001E。
> 
> 按照位计算，4字节容量的int就是占有32位，即紧邻对象位置001E+32=003E再下一个位置就是003E+32=005E。一般不用按照占位运算，而是通过指针加减法，让编译器根据指针所指向的数据的大小进行移动
> 
> 实际上就是通过指针算术运算，改变其指向的内存空间地址

#### 4 利用指针访问对象 ####

如果指针指向一个对象，则可用一个**解引用符**（\*）来访问对象

对指针解引用会得到指向的对象，对解引用结果赋值就是给指向对象赋值

####  ####

#### 5 空指针 ####

空指针不指向任何对象，在使用指针前需检查是否为空

几个生成空指针的方法

int *pl = nullptr;     // 等价于 int *pl = 0;
    int *p2 = 0;           //直接将p2初始化为字面常量0 需include cstdlib
    int *p3 = NULL;        // 等价于 int *p3 = 0;

nullptr 初始化指针是得到空指针最直接的方法，也是C++11新标准引入的办法。它是一种特殊的字面值，可以被转换成任意的指针类型，也可以通过字面值 0 来生成空指针

NULL是预处理变量，在头文件cstdlib中定义，它的值就是0。预处理变量不属于命名空间std，由预处理器管理，它会将预处理变量转换为实际值，因此用NULL初始 化指针和用0初始化指针是一样的

> **【建议】**
> 
> 在新标准下的C++程序最好使用nullptr，把 int (0) 变量直接赋给指针是错误操作
> 
> 建议初始化所有指针，并且尽量定义对象后再定义指向它的指针。若不清楚指针指向何处，则初始化为nullptr或者0, 便于程序检测

#### 6 赋值和指针 ####

指针和引用都可以对其它对象的间接访问，而最重要的区别是，引用本身并非一个对象，无法绑定到另外对象上

指针没有这样的限制，给指针赋值就是令它存放一个新对象

> 确定改变指针值，还是所指对象值，只需：赋值改变的永远是等号左边的对象

#### 7 其它指针操作 ####

只要指针拥有一个合法值，就能用在表达式中，和采用算术值作为条件

int ival = 1024;
    int *pi = 0;                // pi合法，是一个空指针
    int *pi2 = &ival;           // pi2是一个合法的指针，存放着ival的地址 
    
    if (pi)                     // pi的值是0,条件的值是false
    if (pi2)                    // pi2指向ival,值不是0,条件的值是true

**任何非0指针对应的条件值都是true**

对于两个**类型相同**的合法指针，可以用相等操作符（=）或不相等操作符（!=）来

比较，比较结果是布尔类型

如果两个指针存放地址值相同，则它们相等；反之不相等。两个指针相等有两种可能：它们都为空、 或都指向了同一地址

#### 8 void\*指针 ####

void\* 是一种特殊指针类型，可用于存放任意对象地址

一个 void\* 指针存放着—个地址，但并不了解该地址中的对象类型

以 void 的视角看，内存空间仅仅是内存空间，无法访问内存空间中的对象

#### 2.3.2 节练习 ####

【练习 2.18】
    编写代码分别更改指针的值以及指针所指对象的值
    int a = 1 , b = 1;
    int *ptr = &a;
    *ptr = 2;  // 更改指针所指对象的值
    *ptr = &b; // 更改指针的值
    
    【练习 2.19】
    说明指针和引用的主要区别
    指针和引用类似都提供间接操作对象的方式,主要区别在于指针是对象而引用不是,因为指针不必初始化赋值,引用必须;指针可以拷贝赋值,引用不呢;指针生命周期内可以指向多个对象,引用只能和初始化的对象绑定;
    
    【练习2.20】
    请叙述下面这段代码的作用
    int i = 42;			// 用int字面值常量初始化变量i
    int *pl = &i; 		// 指针pl指向i,或把i的内存地址赋值给指针pl
    *pl = *pl * *pl;    // 为变量i赋值,值为 42*42
    
    【练习2.21】
    请解释下述定义。在这些定义中有非法的吗？如果有，为什么？
    int i = 0;
    (a) double* dp = &i; // 非法,除了两种特殊情况,指针类型和对象类型需一致  
    (b) int *ip = i;     // 非法,无法用整型的字面值常量给指针赋值
    (c) int *p = &i;     // 合法
    
    【练习2.22】
    假设p是一个int型指针，请说明下述代码的含义
    if (p) // 判断指针的值是否为0,即判断指针是否为空指针
    if (*p) // 判断指针指向的对象是否为0,判断指针指向对象值是否为0
    
    【练习2.23】
    给定指针p,你能知道它是否指向了一个合法的对象吗？如果能,叙述判断思路;如果不能,也请说明原因
    
    可以：用*p将其值输出,若编译器报错，证明p指向一个无效对象,要么p=0,要么p未进行初始化,此时可以用if(p == NULL)进行判断即可
    
    不可以：无法检测其实有效指针,且无法判断其指向的地址是否合法;
    
    【练习2.24】在下面这段代码中为什么p合法而lp非法？
    int i = 42;       
    void *p = &i; 
    long *lp = &i;
    
    void* 指针为任意类型指针,可转换成任意指针类型;而lp为long类型指针,指针指向对象的类型必须和其类型一致

## 2.3.3 理解复合类型的声明 ##

#### 1 定义多个变量 ####

变量定义 包括一个基本类型 + 声明符，在同一条定义语句中，基本类型只有一个，但声明符却不同。即，一 条定义语句可定义出不同类型变量

int i = 1024, *p = &i, &r = i;

基本数据类型是int而非`int*` , \* 仅修饰了 p , 对声明语句中其它变量，不产生作用

int* p;            //合法但是容易产生误导

> 涉及指针或引用的声明，一般有两种写法
> 
> 1、把修饰符和变量标识符写在一起
> 
> 这种形式着重强调变量具有的复合类型
> 
>     int *pl, *p2; // pl和p2都是指向int的指针
> 
> 2、把修饰符和类型名写在一起，并且每条语 句只定义一个变量
> 
> 这种形式着重强调声明定义了一种复合类型
> 
>     int* pl;  // pl是指向int的指针
>     int* p2;  // p2是指向int的指针

#### 2 指向指针的指针 ####

一般声明符中修饰符个数没有限制。当多个修饰符连写时，需按照其逻辑关系解释

以指针为例，指针是内存中的对象，像其它对象一样也有自己的地址，因此允许把指针的地址再存放到另一个指针当中

通过*的个数可以区分指针的级別。即,**表示指向指针的指针,***表示指向指针的指针的指针,以此类推
    
    int ival = 1024;
    int *pi = &ival; // pi 指向一个 int 型的数
    int **ppi = π // ppi指向一个 int 型的指针

#### 3 指向指针的引用 ####

引用不是对象，故不存在指向引用的指针，但指针是对象，所以存在指针的引用

int i = 42;
    int *p;         // p是一个int型指针
    int *&r = p;    // r是一个对指针p的引用
    r = &i;         // r引用了一个指针，因此给r賦值&i就是令p指向i *r = 0;

> 理解 r 类型，办法是从右向左阅读 r 定义
> 
> 离变量名最近的符号决定变量类型，因此r是一个引用。声明符其余部分用以确定 r 引用的类型。\* 说明 r 引用的是一个指针。基本数据类型部分指出 r 引用的是一个 int 指针

#### 2.3.3节练习 ####

【练习2.25】
    说明下列变量的类型和值
    (a) int* ip, i, &r = i;  // 指针(不确定) int整型(0) 引用(0)
    (b) int i, *ip = 0; 	 // int整型(0) 空指针(0)
    (c) int* ip, ip2;		 // 指针(不确定) int整型(0)

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