指针与指针变量（转）

通常指针变量的使用是：先定义指针变量，后给指针变量赋值，最后引用指针变量。现说明如下：
　　（1）定义指针变量
　　在变量定义语句int *p, *p1, *q; 中用 * 定义的变量均为指针变量。因此该语句定义了名为p、p1与q三个整型指针变量。因为指针变量用于存放变量地址，而地址通常为4字节，所以指针变量的长度均为4个字节。
　　（2）指针变量赋值
　　指针变量定义后其值为随机数，若此随机数为系统区的地址，则对该指针变量所指系统区某存储单元进行赋值运算，将改变系统区该单元中内容，可能导致系统的崩溃。所以，指针变量定义后必须赋某个变量的地址或0。
　　从上面例子可以看出，给指针变量赋初值有三种情况：
　　第一种情况是用取地址运算符"&"将变量地址赋给指针变量。如：p=&a；
　　第二种情况是将一个指针变量中的地址赋给另一个指针变量，如：p1=p；
　　第三种情况是给指针变量赋空值0，如q=0；表示该指针变量不指向任何变量。
　　经过赋值后，使指针变量p、p1指向变量a，q不指向任何单元，如图7.2所示。
　　（3）指针变量的引用
　　指针变量的引用是通过指针运算符"*"实现。在上例中，*p与*p1均表示变量a，因此，第一个输出语句 cout<<*p 被执行后，输出的是变量a的内容100。而赋值语句 *p1=200；是通过指针变量p1间接的将数据200赋给变量a，因此，第二个输出语句中，a 、*p、 *p1同为赋值后变量a的内容200。
　　（4）指针变量初始化
　　指针变量可以象普通变量一样，在定义指针变量时赋初值，如上例中，定义指针变量p的语句可写成：int *p=&a;

7.1.3 指针变量的运算

　　指针变量的运算有三种：赋值运算、关系运算与算术运算。
　　1．指针变量赋值运算
　　指针变量赋值运算就是将变量的地址赋给指针变量，上节内容已介绍过，现再举一例加深读者对指针变量赋值运算的理解。
　　【例7.2】定义三个整型变量a1、a2、a3，用指针变量完成a3=a1+a2的操作。再定义两个实型变量b1、b2，用指针变量完成b1+b2的操作。
　# include <iostream.h>
　void main (void)
　{ int a1=1,a2=2,a3;
　　int *p1,*p2,*p3;
　　float b1=12.5,b2=25.5;
　　float *fp1,*fp2;
　　p1=&a1;
　　p2=&a2;
　　p3=&a3;
　　*p3= * p1 + *p2;
　　fp1=&b1;
　　fp2=&b2;
　　cout<<" *p1="<<*p1<<'\t'<<" *p2="<<*p2<<'\t' <<"*p1+*p2="<<*p3<<'\n';
　　cout<<"a1="<<a1<<'\t'<<" a2="<<a2<<'\t' <<"a1+a2="<<a3<<'\n';
　　cout<<"b1=" <<*fp1<<'\t'<<" b2="<<*fp2<<'\t'<<"b1+b2="<<*fp1+*fp2<<'\n';
　}
　

　　程序执行后，输出：
　　*p1=1 *p2=2 *p1+ *p2=3
　　a1=1 a2=2 a1+a2=3
　　b1=12.5 b2=25.5 b1+b2=38
　　在此例中，经过指针变量赋值运算后，整型指针变量p1、p2、p3分别指向变量a1、a2、a3，因此，*p1=a1，*p2=a2，*p3=a3。所以，*p3= * p1 + *p2 操作就是a3=a1+a2 操作。如图7.3(a)所示。

    2．指针变量的算术运算

　　指针变量的算术运算主要有指针变量的自加、自减、加n和减n操作。
　　（1）指针变量自加运算
　　指令格式：<指针变量>++;
　　指针变量自加运算并不是将指针变量值加1的运算，而是将指针变量指向下一个元素的运算。当计算机执行 <指针变量>++ 指令后，指针变量实际增加值为指针变量类型字节数，即：<指针变量>=<指针变量>+sizeof(<指针变量类型>)。假设数组a的首地址为1000，如图7.4所示。

int *p=&a[0]; //p=1000，指向a[0]元素
　　p++;
　　第一条语句将数组a的首地址1000赋给指针变量p，使p=1000。第二条语句使p作自加运算：
　　p=p+sizeof(int)=p+4=1004，使p指向下一个元素a[1] 。

   （2）指针变量自减运算
　　指令格式：<指针变量>――;
　　指针变量的自减运算是将指针变量指向上一元素的运算。当计算机执行 <指针变量>―― 指令后，指针变量实际减少为指针变量类型字节数，即：
　　<指针变量>=<指针变量>―sizeof(<指针变量类型>)
　　自加运算和自减运算既可后置，也可前置。
　　（3）指针变量加n运算
　　指令格式：<指针变量>=<指针变量>+n;
　　指针变量的加n运算是将指针变量指向下n个元素的运算。当计算机执行 <指针变量>+ n 指令后，指针变量实际增加值为指针变量类型字节数乘以n，即：
<指针变量>=<指针变量>+sizeof(<指针变量类型>)*n
　　（4）指针变量减n运算
　　指令格式：<指针变量>=<指针变量>―n;
　　指针变量的减n运算是将指针变量指向上n个元素的运算。当计算机执行 <指针变量>― n 指令后，指针变量实际减少值为指针变量类型字节数乘以n，即：
　　<指针变量>=<指针变量>―sizeof(<指针变量类型>)*n
【例7.3】指针变量的自加、自减、加n和减n运算。假设数组a的首地址为1000，如图7.4所示。

　# include <iostream.h>
　void main( void)
　{ int a[5]={0,1,2,3,4};
　　int *p;
　　p=&a[0]; //p指向a[0]，p=1000
　　p++ ; //p指向下一个元素a[1]，p=1004
　　cout<< *p<<'\t'; //输出a[1]的内容1。
　　p=p+3; //p指向下3个元素a[4]，p=1016
　　cout<< *p<<'\t'; //输出a[4]的内容4。
　　p――; //p指向上一个元素a[3]，p=1012
　　cout<< *p<<'\t'; //输出a[3]的内容3。
　　p=p―3; //p指向上3个元素a[0],p=1000
　　cout<< *p<<'\t'; //输出a[0]的内容0。
　}
　　程序执行后输出：
　　1 4 3 0
　　从上例可以看出，通过对指针变量的加减算术运算，可以达到移动指针变量指向下n个元素单元或向上n个元素单元的目的。

3．指针变量的关系运算
　　指针变量的关系运算是指针变量值的大小比较，即对两个指针变量内的地址进行比较，主要用于对数组元素的判断。

　　【例7.4】用指针变量求一维实型数组元素和，并输出数组每个元素的值及数组和。
　# include <iostream.h>
　void main( void )
　{ int a[5]={1,2,3,4,5};
　　int *p,*p1;
　　p1=&a[4]+1;
　　for (p=&a[0];p<p1;p++)
　　cout <<*p<<'\t';
　　int sum=0;
　　p=&a[0];
　　while (p!=p1) sum+=*p++;
　　cout <<"\n sum="<<sum<<endl;
　}
　　执行程序后：输出：
　　1 2 3 4 5
　　sum=15
　　程序中首先将数组尾地址+1赋给p1，如图7.4所示。在for 语句中，指针变量p为循环变量，数组首地址&a[0]赋给p。循环时先将循环控制变量p与p1中地址比较，若p<p1，则以*p方式输出数组元素a[i]的值，并将p自加指向下一个元素。此循环直到p≥p1为止。
　　在while语句中，仍用p作为循环控制变量，当p!=p1时，用sum=sum+*p;语句将数组元素值累加到sum中去，同时用 p++语句使指针变量p指向下一个元素，循环直到p=p1为止，最后输出数组元素之和。

4．指针运算符的混合运算与优先级

　　（1）指针运算符* 与取地址运算符&的优先级相同，按自右向左的方向结合。
　　设有变量定义语句： int a, *p=&a;
　　则表达式：&*p 的求值顺序为先"*"后"&"，即& (*p)=&a=p 。
　　而表达式：*&a 的求值顺序为先"&"后"*"，即* (&a)=*p=a 。
　　（2）"++"、"――"、"*"、"&"的优先级相同，按自右向左方向结合。下面结合例子加以说明。设有变量定义语句：
　　int a[4]={100,200,300,400},b;
　　int * p=&a[0];
　　为了叙述方便，假设系统给数组a分配的首地址为1000，如图7.4所示。
　　① b=*p++;
　　按自右向左结合的原则，表达式 *p++ 求值序顺为先"++"后"*"，即：*(p++)。由于"++"在p之后为后置++运算符，所以表达式的实际操作是先取*p值，后进行p++的自加操作。即赋值表达式 b=*p++; 等同于下面两条语句：
　　b=*p; // b=*p=a[0]=100
　　p++; //p=p+sizeof(int)= 1004
　　最后运算的结果为b=100,p=1004指向a[1]。
　　② b=*++p;
　　按自右向左结合的原则，表达式 *++p 求值顺序为先"++"后"*"，即：*(++p)。由于++在p之前为前置++运算符，所以表达式的实际操作是进行++p的自加操作，后取*p值。即赋值表达式 b=*++p; 等同于下面两条语句：
　　++p; //p=p+sizeof(int)= 1008，指向a[2]
　　b=*p; // b=*p=a[2]=300
　　最后运算的结果为b=300,p=1008指向a[2]。

③ b=(*p)++;
　　由于括号内优先运算，所以表达式先取出*p（即a[2]）的值并赋给b，然后将*p的值即a[2]内容加1。所以表达式等同于下面两条语句：
　　b=*p; //b=a[2]=300
　　a[2]++ ; // a[2]=300+1=301
　　④ b=*(p++);
　　由①可知，该表达式等同于*p++，运算结果为：
　　b=*p; //b=a[2]=301
　　p++; // p=p+sizeof(int)=1012，指向a[3]
　　⑤ b=++*p ;
　　该表达式先进行"*"运算，再进行"++"运算，即先取出*p的值，再将该值加1。因此表达式实际进行了如下运算：b=++(*p)=++a[3]=400+1=401; p仍指向a[3]不变。
　　将上述讨论中各语句汇总为例题如下：

 

　　【例7.5】指针运算符"*"、"&"、"++"优先级与结合律示例。
　# include <iostream.h>
　main()
　{ int a[4]={100,200,300,400},b;
　　int *p=&a[0];
　　cout<<'\t'<<"p="<<p<<endl;
　　b=*p++;
　　cout<<"b="<<b<<'\t'<<"p="<<p<<endl;
　　b=*++p;
　　cout<<"b="<<b<<'\t'<<"p="<<p<<endl;
　　b=(*p)++;
　　cout<<"b="<<b<<'\t'<<"p="<<p<<endl;
　　b=*(p++);
　　cout<<"b="<<b<<'\t'<<"p="<<p<<endl;
　　b=++*p;
　　cout<<"b="<<b<<'\t'<<"p="<<p<<endl;
　　}
　　运行结果为：
　　p=0x0065FDE8
　　b=100 p=0x0065FDEC
　　b=300 p=0x0065FDF0
　　b=300 p=0x0065FDF0
　　b=301 p=0x0065FDF4
　　b=401 p=0x0065FDF4
　　说明：在定义数组时，数据a的地址是由操作系统存储管理动态分配的，因此，数组a的地址是不确定的，每次运行的结果都可能会不同。一般用十六进制数表示。本例中系统为数组a分配的首地址为0x0065FDE8。而在图7.4中所假设的地址1000~1016完全是为了便于读者理解。