C++抽象编程——指针（3）——指针运算

指针运算

指针与整数之间

在C ++中，您可以将运算符+和 - 应用于指针。 结果与某些方面熟悉的算术运算相似，但在其他方面不同。 将这些运算符应用于指针值的过程称为指针运算(pointer arithmetic.)。
指针算术由一个简单的规则定义。如果p是指向数组数组中的初始元素的指针，并且k是整数，则以下标识总是成立：

换句话说，如果将一个整数k添加到指针值，则结果是从原始指针地址开始的数组的索引k处的数组元素的地址。
为了说明这个规则如何适用，假设函数包含以下声明：

double list[3];double *p;

这些变量中的每一个在该函数的框架中给出了空格。对于数组变量列表，编译器为数组中的三个元素分配空间，每个元素足够大以容纳一个double。对于p，编译器为指针分配足够的空间，这将用于保存double类型的一些左值的地址。如果栈从位置FFA0开始，则内存分配如下所示：

由于没有任何值分配给任何这些存储器位置，它们的初始内容是未定义的。假设你使用以下赋值语句在每个数组元素中存储值：

list[0] = 1.0;list[1] = 1.1;list[2] = 1.2;

并通过执行赋值语句将指针变量p初始化为数组的开头:

p = list;

或者你使用这样等价的语句：

p = &list[0];

赋值后，栈变为了这样：

在该图中，p现在指向数组列表中的初始地址。 如果向指针p添加一个整数k，则结果是与索引位置k处的数组元素相对应的地址。 例如，如果程序执行表达式：

p + 2；

此表达式的结果将是引用list [2]的新指针值。 因此，在上图中，其中p指向地址FFA0，p + 2指向在数组中出现两个元素的后元素的地址，该元素位于地址FFB0。
重要的是注意，指针加法不等同于传统的加法，因为计算必须考虑到基本类型的大小。 在此示例中，对于添加到指针值的每个单位，内部数值必须增加8以考虑到double类型需要8个字节的事实。

C ++编译器以类似的方式解释指针中的整数的减法。 表达方式：

p - k;

其中p是指针，k是整数.表达式用于计算位于当前由p表示的地址之前的k个元素的，数组元素的地址。 因此，如果将p设置为使用列表[1]的地址我们可以这样：

p = &list[1];

对应于p-1和p + 1的地址分别是list[0]和list[2]的地址.

指针与指针之间

注意：算术运算*，/和％对指针是没有用，不能与指针操作数一起使用。 此外，+和 - 与指针的使用是有限制的。在C中，你可以从指针中添加或减去整数，但是不能将两个指针加在一起。为指针定义的唯一其他算术运算是从另一个减去一个指针。
例如：

p1 - p2

被定义为返回当前值p1和p2之间的数组元素的数量。 例如，如果p1指向list [2]，p2指向list [0]，则表达式 p1 - p2 会返回 2 这样的一个整数值，因为当前指针值之间有两个元素。

自增和自减的指针

知道指针算术的规则使得可以理解C ++中最常见的惯用结构之一，即表达式：

*p++;

在这个表达式中，*运算符和++运算符竞争操作数p。 因为C ++中的一元运算符是以从右到左的顺序进行评估的，所以++优先于星号，所以编译器会将这个表达式解释为如下所示：

*(p++);

PS: 我们以后在涉及诸多代码的运算的情况下，尽量的用括号括出我们想先算的部分，避免不必要的混淆。
正如我们在前面学到的，后缀++操作符先增加p的值，然后返回p在增量操作之前的值。由于p是一个指针，所以++操作使用指针算术。因此，向p的值添加1将创建一个指向数组中下一个元素的指针。 例如，如果p最初指向arr [0]，则增量操作将使其指向arr [1]。 因此，表达式：

*p++;

可以这样解释：
取消引用指针p，并将其当前指向的对象作为左值返回。作为++运算符的作用，增加p的值，以便如果原始值是数组中的元素，则p的新值指向该数组中的下一个元素。
作为如何使用* p ++构造的示例，以下代码使用基于指针的模型将元素添加到有效大小为n的数组中：

int sumArray(int *p, int n) {    int sum = 0;    for (int i = 0; i < n; i++) {    sum += *(p++);    }    return sum;}

在for循环的每个循环中，表达式* p ++返回当前元素的值，然后p自增1，使其在下一个循环中被正确定位。

部分由于历史和习惯的原因，C ++程序员倾向于使用* p ++，其中数组符号使意图更清晰。
sumArray函数用以下基于数组的形式更容易读取：

int sumArray(int array[], int n) {    int sum = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {    sum += array[i];    }    return sum;}

本文中的示例不使用指针算术，而是依赖于数组索引来提高程序示例的可读性。一般来说，你应该在自己的代码中采用相同的规则。但是，如果你查看现有的代码，你将一定会遇到* p ++（甚至可能更复杂的指针运算应用程序），你需要知道该构造是什么意思。 此外，STL使用相同的句法模式来实现我们之前介绍的迭代器。

记住* p ++是检索数组的当前元素， 然后自增指向下一个元素。表达式* p ++返回当前元素的值，然后p自增1，使其在下一个循环中被正确定位。