C++变量与指针

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指针变量是一种特殊的变量，它和以前学过的其他类型的变量的不同之处是：用它来指向另一个变量。为了表示指针变量和它所指向的变量之间的联系，在C++中用“*”符号表示指向 或表示取值，例如，i_pointer是一个指针变量，而*i_pointer表示i_pointer所指向的变量，见图6.3。

下面两个语句作用相同：
    i=3;
    *i_pointer=3;

图 6.3

定义指针变量

C++规定所有变量在使用前必须先定义，即指定其类型。在编译时按变量类型分配存储空间。对指针变量必须将它定义为指针类型。先看一个具体例子：
    int i, j;                           //定义整型变量i，j
    int *pointer_1, *pointer_2;       //定义指针变量*pointer_1，*pointer_2
第2行开头的int是指：所定义的指针变量是指向整型数据的指针变量。也就是说，指针变量pointer_1和pointer_2只能用来指向整型数据(例如i和j)，而不能指向浮点型变量a和b。这个int就是指针变量的基类型。指针变量的基类型用来指定该指针变量可以指向的变量的类型。

定义指针变量的一般形式为：
   基类型 *指针变量名;
下面都是合法的定义:
    float *pointer_3;  // pointer_3是指向单精度型数据的指针变量
    char *pointer_4;  // pointer_4是指向字符型数据的指针变量
请注意：指针变量名是pointer_3和pointer_4，而不是*pointer_3和*pointer_4，即“*”不是指针变量名的一部分，在定义变量时在变量名前加一个“*”表示该变量是指针变量。

那么，怎样使一个指针变量指向另一个变量呢？只需要把被指向的变量的地址赋给指针变量即可。例如：
    pointer_1=&i;  //将变量i的地址存放到指针变量pointer_1中
    pointer_2=&j;  //将变量j的地址存放到指针变量pointer_2中
这样，pointer_1就指向了变量i，pointer_2就指向了变量j。见图6.4。

图6.4

一般的C++编译系统为每一个指针变量分配4个字节的存储单元，用来存放变量的地址。

在定义指针变量时要注意：不能用一个整数给一个指针变量赋初值，在定义指针变量时必须指定基类型。

引用指针变量

有两个与指针变量有关的运算符：

• &取地址运算符。
•  *指针运算符(或称间接访问运算符)。

例如：&a为变量a的地址，*p为指针变量p所指向的存储单元。

【例6.1】通过指针变量访问整型变量。

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
   int a,b;  //定义整型变量a,b
   int *pointer_1,*pointer_2;  //定义指针变量*pointer_1,*pointer_2
   a=100;b=10;  //对a,b赋值
   pointer_1=&a;  //把变量a的地址赋给pointer_1
   pointer_2=&b;  //把变量a的地址赋给pointer_2
   cout<<a<<" "<<b<<endl;  //输出a和b的值
   cout<<*pointer_1<<" "<<*pointer_2<<endl;  //输出*pointer_1和*pointer_2的值
   return 0;
}

运行结果为：
100 10    (a和b的值)
100 10    (*pointer_1和*pointer_2的值)

请对照图6.5分析。

图6.5

下面对“&”和“*”运算符再做些说明：
1) 如果已执行了“pointer_1=&a;”语句，请问&*pointer_1的含义是什么？“&”和“*”两个运算符的优先级别相同，但按自右至左方向结合，因此先进行*pointer_1的运算，它就是变量a，再执行&运算。因此，&*pointer_1与&a相同，即变量a的地址。

如果有pointer_2=&*pointer_1;它的作用是将&a(a的地址)赋给pointer_2，如果pointer_2原来指向b，经过重新赋值后它已不再指向b了，而也指向了a，见图6.6。图6.6(a)是原来的情况，图6.6(b)是执行上述赋值语句后的情况。

图6.6

2)*&a的含义是什么？先进行&a的运算，得a的地址，再进行*运算，即&a所指向的变量，*&a和*pointer_1的作用是一样的(假设已执行了“pointer_1=&a;”)，它们等价于变量a。即*&a与a等价，见图6.7。

图6.7

【例6.2】输入a和b两个整数，按先大后小的顺序输出a和b（用指针变量处理）。

解此题的思路是：设两个指针变量p1和p2，使它们分别指向a和b。使p1指向a和b中的大者，p2指向小者，顺序输出*p1，*p2就实现了按先大后小的顺序输出a和b。按此思路编写程序如下：

#include <iostream>
using namespace std;
int main( )
{
   int *p1,*p2,*p,a,b;
   cin>>a>>b;  //输入两个整数
   p1=&a;  //使p1指向a
   p2=&b;  //使p2指向b
   if(a<b)  //如果a<b就使p1与p2的值交换
   {
      p=p1;p1=p2;p2=p; //将p1的指向与p2的指向交换
   }
   cout<<"a="<<a<<" b="<<b<<endl;
   cout<<"max="<<*p1<<" min="<<*p2<<endl;
   return 0;
}

运行情况如下:
4578↙
a=45 b=78
max=78 min=45

输入a的值45，b的值78，由于a<b，将p1的值和p2的值交换，即将p1的指向与p2的指向交换。交换前的情况见图6.8(a)，交换后的情况见图6.8(b)。

图6.8

请注意，这个问题的算法是不交换整型变量的值，而是交换两个指针变量的值。