一、
數(shù)組的指針、指針數(shù)組以及指向指針的指針
考慮數(shù)組的指針的時(shí)候我們要同時(shí)考慮類(lèi)型和維數(shù)這兩個(gè)屬性。換一句話,就是說(shuō)一個(gè)數(shù)組排除在其中存儲(chǔ)的數(shù)值,那么可以用類(lèi)型和維數(shù)來(lái)位置表示他的種類(lèi)。
A)一維數(shù)組
在c和c++中數(shù)組的指針就是數(shù)組的起始地址(也就第一個(gè)元素的地址),而且標(biāo)準(zhǔn)文檔規(guī)定數(shù)組名代表數(shù)組的地址(這是地址數(shù)值層面的數(shù)組表示)。例如:
1

int a[10];
2

int *p;
p=&a[0]//和p=a是等價(jià)的:
因?yàn)閍是數(shù)組名,所以他是該數(shù)組的地址,同時(shí)因?yàn)榈谝粋€(gè)元素為a[0],那么&a[0]也代表了該數(shù)組的地址。但是我們是不是就說(shuō)一個(gè)數(shù)組名和
該數(shù)組的第一個(gè)元素的&運(yùn)算是一回事呢?在一維的時(shí)候當(dāng)時(shí)是的,但是在高維的時(shí)候,我們要考慮到維數(shù)給數(shù)組帶來(lái)的影響。
a[10]是
一個(gè)數(shù)組,a是數(shù)組名,它是一個(gè)包含10個(gè)int類(lèi)型的數(shù)組類(lèi)型,不是一般的指針變量噢!(雖然標(biāo)準(zhǔn)文檔規(guī)定在c++中從int[]到int*直接轉(zhuǎn)換是
可以的,在使用的時(shí)候似乎在函數(shù)的參數(shù)為指針的時(shí)候,我們將該數(shù)組名賦值沒(méi)有任何異樣),a代表數(shù)組的首地址,在數(shù)字層面和a[10]的地址一樣。這樣我
們就可以使用指針變量以及a來(lái)操作這個(gè)數(shù)組了。
所以我們要注意以下問(wèn)題:
(1) p[i]和a[i]都是代表該數(shù)組的第i+1個(gè)元素;
(2) p+i和a+i代表了第i+1個(gè)元素的地址,所以我們也可以使用 *(p+I)和*(a+I)來(lái)引用對(duì)象元素;
(3)p+1不是對(duì)于指針數(shù)量上加一,而是表示從當(dāng)前的位置跳過(guò)當(dāng)前指針指向類(lèi)型長(zhǎng)度的空間,對(duì)于win32的int為4byte;
B)多維數(shù)組
對(duì)于二維數(shù)組a[4][6];由于數(shù)組名代表數(shù)組的起始地址,所以a(第一層)和第一個(gè)元素a[0][0]地址的數(shù)字是相同的,但是意義卻是不同的。對(duì)
于該數(shù)組我們可以理解為:a的一維數(shù)組(第一層),它有四個(gè)元素a[0]、a[1]、a[2]、a[3](第二層),而每個(gè)元素又含有6個(gè)元素a[0]
[0],a[0][1],a[0][2],a[0][3],a[0][4],a[0][5](第三層),…到此我們終于訪問(wèn)到了每個(gè)元素了,這個(gè)過(guò)程我們
經(jīng)歷了:a->a[0]->a[0][0];
整體來(lái)講:a是一個(gè)4行5列的二維數(shù)組,a表示它指向的數(shù)組的首地址(第一個(gè)元素地
址&a[0]),同時(shí)a[0]指向一行,它是這個(gè)行的名字(和該行的第一個(gè)元素的首地址相同(第一個(gè)元素為地址&a[0][0]))。所
以從數(shù)字角度說(shuō):a、a[0]、&a[0][0]是相同的,但是他們所處的層次是不同的。
既然a代表二維數(shù)組,那么a+i就表示它的第i+1個(gè)元素*(a+i)的地址,而在二維數(shù)組中
*(a+i)又指向一個(gè)數(shù)組,*(a+i)+j表示這個(gè)數(shù)組的第j+1個(gè)元素的地址,所以要訪問(wèn)這個(gè)元素可以使用 *(*(a+i)+j)(也就是a[i][j])。
他們的示意圖為(虛線代表不是實(shí)際存在的):

對(duì)照這個(gè)圖,如下的一些說(shuō)法都是正確的(對(duì)于a[4][6]):
- a是一個(gè)數(shù)組類(lèi)型,*a指向一個(gè)數(shù)組;
- a+i指向一個(gè)數(shù)組;
- a、*a和&a[0][0]數(shù)值相同;
- a[i]+j和*(a+i)+j是同一個(gè)概念;
總結(jié)一下就是:我們對(duì)于二維指針a,他指向數(shù)組a[0,1,2,3],使用*,可以使他降級(jí)到第二層次,這樣*a就指向了第一個(gè)真正的數(shù)組。對(duì)于其他的情況我們也可以采用相同的方式,對(duì)于其他維數(shù)和類(lèi)型的數(shù)組我們可以采用相類(lèi)似的思想。
說(shuō)到指向數(shù)組的指針,我們還可以聲明一個(gè)指針變量讓它指向一個(gè)數(shù)組。例如:
1

int (*p)[5];
這時(shí)p就是一個(gè)指針,要指向一個(gè)含有5個(gè)int類(lèi)型元素的數(shù)組,指向其他的就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。
這個(gè)時(shí)候我們可以使用上面的什么東西來(lái)初始化呢?
我們可以使用*a,*(a+1),a[2]等。
原因很簡(jiǎn)單:我們?cè)谝粋€(gè)二維的數(shù)組中,那么表達(dá)方式有上面的相互類(lèi)似的意義呢?只有 *a,*(a+1),a[2]等,
C)指針數(shù)組
一個(gè)指針數(shù)組是指一個(gè)數(shù)組中的每個(gè)元素都是一個(gè)指針,例如:
此時(shí)p是一個(gè)指針(數(shù)值上和&p[0]一樣);
在前面有int t[10];

int * pt=t;//使用pt指向t
那么這里我們用什么指向int *t[10]中的t呢?我們要使用一個(gè)指針的指針:

int **pt=t;
這是因?yàn)椋涸趇nt *t[10]中,每個(gè)元素是指針,那么同時(shí)t又指向這個(gè)數(shù)組,數(shù)組上和&t[0]相同,也就是指向t[0],指向一個(gè)指針變量,可以說(shuō)是一個(gè)指針的指針了,所以自然要用

int **pt;
D)指針的指針
一個(gè)指針變量?jī)?nèi)部可以存儲(chǔ)一個(gè)值,這個(gè)值是另外一個(gè)對(duì)象的地址,所以我們說(shuō)一個(gè)指針變量可以指向一個(gè)普通變量,同樣這個(gè)指針變量也有一個(gè)地址,也就是說(shuō)
有一個(gè)東西可以指向這個(gè)指針變量,然后再通過(guò)這個(gè)指針變量指向這個(gè)對(duì)象。那么如何來(lái)指向這個(gè)指針變量呢?由于指針變量本身已經(jīng)是一個(gè)指針了(右值),那么
我們這里就不能用一般的指針了,需要在指針上體現(xiàn)出來(lái)這些特點(diǎn),我們需要定義指針的指針(二重指針)。

int *p1=&i;

int**p2=&p1;
綜合以上的所有點(diǎn),下面是我們常常看到一些匹配(也是經(jīng)常出錯(cuò)的地方):

int a[3],b[2][3],c,*d[3];

void fun1(int *p);

void fun2(int (*p)[3]);

void fun3(int **p);

void fun4(int p[3]);

void fun5(int p[]);

void fun6(int p[2][3]);

void fun7(int (&p)[3]);
函數(shù) 不會(huì)產(chǎn)生編譯時(shí)刻的可能值(但邏輯上不一定都對(duì))
函數(shù)
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不會(huì)產(chǎn)生編譯時(shí)刻的可能值(但邏輯上不一定都對(duì))
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fun1
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a, &a[i], *b ,b[i],&b[i][j] ,&c ,d[i]
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fun2
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b,b+i,
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fun3
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d
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fun4
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a, &a[i], *b ,b[i],&b[i][j] ,&c ,d[i]
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fun5
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a, &a[i], *b ,b[i],&b[i][j] ,&c ,d[i]
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fun6
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b
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fun7
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a
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為什么可以有這樣的搭配,原因如下:
- 對(duì)
于fun1 fun4 fun 5:
在編譯器看來(lái)fun1,fun4,fun5的聲明是一樣,在編譯時(shí)候,編譯器把數(shù)組的大小舍去不考慮,只考慮它是一個(gè)指針,也就是說(shuō)有沒(méi)有大小說(shuō)明是一樣
的,所以三者的形式都是fun1的形式(其實(shí)只要提供了int*指針就可以了);
- 對(duì)于fun7 :以上的解釋對(duì)于引用是不適用的,如果變量被聲明為數(shù)組的引用,那么編譯器就要考慮數(shù)組的大小了,那么必須和聲明一模一樣(所以fun7就只有a合適);
- 對(duì)于fun2:p是一個(gè)指向一個(gè)含有3個(gè)元素的數(shù)組,這樣b和b+i正好合適,而a卻不是(它是指向a[0]的,不是指向這個(gè)數(shù)組的);
- 對(duì)于fun3:p是一個(gè)指針的指針,而d指向d[0],同時(shí)d[0]又是一個(gè)指針,所以d就是一個(gè)指針的指針。但是b卻不是(它是一個(gè)2*3的矩陣也就是年int [2][3]類(lèi)型);
- 對(duì)于fun6,p是一個(gè)2*3的數(shù)組類(lèi)型,和b恰好完全匹配;
二、函數(shù)指針、函數(shù)的指針參數(shù)以及返回指針的函數(shù)
A) 函數(shù)指針
C++規(guī)定,一個(gè)函數(shù)的地址就是這個(gè)函數(shù)的名字。我們需要指出的就是一個(gè)指針需要指定類(lèi)型是為了后來(lái)的指針解析時(shí)候使用,通過(guò)指針有效快速訪問(wèn)對(duì)象。那
么對(duì)于函數(shù)的指針,它要表示出該函數(shù)的那些特性才能滿(mǎn)足解析的唯一性呢?答案就是一個(gè)函數(shù)的特性有它的參數(shù)列表和返回類(lèi)型。
下面是一個(gè)函數(shù)指針的例子:

int (*p)(int I,int j);
不能是

int *p(int I,int j),
這樣就變成了返回指針的函數(shù)聲明了。
在C++中處于對(duì)安全性的考慮,指針和它指向的對(duì)象要類(lèi)型一致,也就說(shuō)上面的指針?biāo)赶虻暮瘮?shù)的特性要和它一模一樣:例如指向int min(int
I,int j);是可以的。但是指向int min(double I ,double
j);是不可以。函數(shù)指針也和其他的指針一樣,在使用的時(shí)候很怕發(fā)生"懸空",所以在使用的時(shí)候同樣要判斷有效性,或者在定義的時(shí)候就初始化。

int (*p)(int I,int j)=min;

int (*p)(int I,int j)=&min;

int (*p)(int I,int j)=0;
B) 函數(shù)的指針參數(shù)
函數(shù)指針可以作函數(shù)的參數(shù):例如我們有一個(gè)積分的算法,對(duì)于不同的數(shù)學(xué)函數(shù)可以進(jìn)行積分(我們這里假設(shè)函數(shù)都是一元的);
那么我們的算法接口可以定義為:

template<class T>

T integrate( T lower, T upper , T (*)(T)=0 )throw(integrated_exp);

這里的最后的參數(shù)是一個(gè)函數(shù)的指針,并且被設(shè)定缺省值為0。這個(gè)函數(shù)返回一個(gè)值,同時(shí)需要一個(gè)參數(shù)。假如加入我們有這樣的一個(gè)函數(shù):


double line(double x)

{ return a*x+b;}
那么我就可以使用了。
函數(shù)指針還可以作為返回類(lèi)型(注意不是函數(shù)!!,某個(gè)特定的函數(shù)是不可以作為返回類(lèi)型的。)假設(shè):

typedef int (*PF)(int );

PF getProcessMethod( );//true
C) 返回指針的函數(shù)
一個(gè)函數(shù)的返回是函數(shù)的重要接口之一,c++的一個(gè)重要的強(qiáng)大的功能就是能夠設(shè)計(jì)足夠復(fù)雜和好用的用戶(hù)自定義類(lèi)型。而同時(shí)處理和傳遞這些類(lèi)型也是很麻煩
的一件事情,我們不想把我們的時(shí)間都花在這些對(duì)于我們的實(shí)際工作沒(méi)有很實(shí)質(zhì)幫助的拷貝上,解決這個(gè)問(wèn)題就要依賴(lài)我們的接口設(shè)計(jì):c和c++都提供了相應(yīng)的
解決方案,在c++中我們可是使用引用,講他們作為函數(shù)的實(shí)際參數(shù),或者我們?cè)诤瘮?shù)的實(shí)際參數(shù)中使用一個(gè)指針等。同樣我們還可以使用一個(gè)函數(shù)返回一個(gè)指
針:但是這是一個(gè)很不好解決的問(wèn)題!
我們首先容易出錯(cuò)的是:將一個(gè)局部變量的地址傳出來(lái)!例如:

UserType * Process( )



{

UserType ut(param-list);

//process ut;

return &ut;//

}
這個(gè)變量在我們的函數(shù)結(jié)束的時(shí)候就被銷(xiāo)毀了,盡管地址可以傳出去,但是這個(gè)地址已經(jīng)不存在了,已經(jīng)不能使用的東西,在這個(gè)函數(shù)之外卻不知道,難免要出錯(cuò)!
同時(shí)我還會(huì)有一個(gè)比較麻煩的問(wèn)題:使用new,又容易造成內(nèi)存泄露

UserType * Process ( )



{

UserTpye *put=new UserType(param-list );

//process put;

return put;

}
我們?cè)诤瘮?shù)內(nèi)部使用了一個(gè)new,分配了一個(gè)空間,這樣傳出來(lái)也是可以!
就是說(shuō)不會(huì)發(fā)生上面的問(wèn)題了。但是用戶(hù)通常都會(huì)忘記在程序的外面在把這個(gè)借來(lái)的空間還回去!內(nèi)存空間就這樣泄露了!
可能也是這些另人無(wú)奈的問(wèn)題,所以很多程序員把函數(shù)的參數(shù)設(shè)定為指針或者引用,以此來(lái)代替這種向外傳輸吧!總之,使用這種返回指針的函數(shù)要小心!
三、類(lèi)成員的指針
類(lèi)成員和一般的外部變量相互比較,不同就是它所在的域不同,這個(gè)域很重要,它決定了該變量可以使用的范圍。那么一個(gè)指針如果要指向類(lèi)的成員函數(shù)或者成員
變量,那么除了要表達(dá)它的返回類(lèi)型、參數(shù)列表或者類(lèi)型之外,那么還要說(shuō)明它所指向的變量(或者函數(shù))的域,為了說(shuō)明該域我們要使用類(lèi)域限定:
我們定義成員的指針為

int NJUPT:: *p;//指向int型成員變量

int (NJUPt::*)p()//指向int f()型成員函數(shù)。
為了使用這些指針,我們需要使用該類(lèi)型的變量或者指針。

NJUPT s,*ps;
那么調(diào)用的方式為:

cout<<s.*p;

cout<<(s->*p)();
這個(gè)看起來(lái)似乎很奇怪!但是只要你想到我們定義的指針被限定在了類(lèi)域中了(我們?cè)陂_(kāi)始定義的使用使用了NJUPT:: ),這么使用也是很自然的。
如果一個(gè)類(lèi)還有一些靜態(tài)成員變量和靜態(tài)成員函數(shù),那么我是否也想這樣使用呢?
答案是不用,靜態(tài)成員我們就可以象使用外部的普通成員一樣定義一個(gè)指針或者函數(shù)指針來(lái)訪問(wèn)就可以了,究其原因主要是這個(gè)成員的類(lèi)型性質(zhì)決定的。

double *p=&NJUPT::money;

double (*p)()=&NJUPT::getMoney():