C++中指针的使用艺术
2019-11-17 05:17:10
供稿：网友
在C++编程中使用指针能有速度快，节约内存等优点，是很多C++程序员的最爱。但指针是一把双刃剑，用好了它，你就会发现指针有多么的方便，反之，你可能就头疼了，往往会出现意想不到的问题。
一．什么是指针：
其实指针就像是其它变量一样，所不同的是一般的变量包含的是实际的真实的数据，而指针只是一个指示器，它告诉程序在内存的哪块区域可以找到数据。
这是一个非常重要的概念，有很多程序和算法都是围绕指针设计的，如链表、遍历等。
指针是一个数据类型，本身也需要占用四个字节的存储空间。所以用sizeof(void*)获得的值为4。
二．指针的定义
看如下的例子：
int *pNumber;
这样就定义了int类型的指针。
指针变量名称以p为首字符，这是程序员通常在定义指针时的一个习惯，以提高便程序的阅读性，表示这是个指针。另外，虽然int* pNumber和int *pNumber是相同的，但是使用后一种的编程风格更好一些。比如：
int *pNumber1,*pNumber2;表示定义两个指针，*号和变量靠近；反之，我们可能会定义成int* pNumber1,pNumber2，这将是一个错误的定义，pNumber2就不是指针了。
三．指针的优点
a.为函数提供修改调用变元的手段；
b.支持C++动态分配子程序
c.可以改善某些子程序的效率
d.为动态数据结构（如二叉树、链表）提供支持
四、指针赋值及转换：
a.同类型直接赋值，异类型要进行转换。
b.强制转换：可以把表达式结果硬性转换为指定类型
c.char * p;(int *)p 把p强制转换为int型，记住转换过程中要注重两个类型的大小，大转小时可能会有数据丢失（如int到double）
d.涉及void *的:
c 中void *类型可赋值给任何类型的指针，反之亦然
c++ 中都需要强制转换
void * 可看作无穷大能接纳任何类型赋值，反之不行int * p =9;void * t= p（正确）;p=t(错误)
e.不涉及void *的都要强制转换
五．指针和数组
不带下标的数组名返回数组的起始地址，即数组首元素的地址，所以对数组的访问可有两种方式：数组下标和指针算术。例如：
char* pChar;
char chs[100];
pChar = chs;这样pChar就指向chs数组的首地址。
六．数组与引用
a.引用只是变量的别名，而不是指向变量的指针(区别于取址运算符"&")不占内存空间，对变量引用的改变其相应的变量也会改变。
b.不能对引用使用指针间接运算符“*”进行复引用操作
c.引用必须在声明时初始化 int &c = count;(c是count的别名)
七．指针空间的动态分配与回收
动态分配是指针的要害技术。它是用来在不必定义变量的情况下分配内存和让指针去指向它们。分配了内存，别忘了回收。你动态地分配了一个内存空间，可它绝不会被自动删除。也就是说，这块内存空间会一直存在，直到你告诉电脑你已经使用完了。可结果是，你并没有告诉电脑你已不再需要这块内存空间了，所以它会继续占据着内存空间造成浪费，甚至你的程序运行完毕，其它程序运行时它还存在。当这样的问题积累到一定程度，最终将导致系统崩溃。所以这是很重要的，在你用完它以后，请释放它的空间。
八．实际使用指针时，轻易出现的错误
笔者归纳出指针错误的原因有以下几点（个人经验，欢迎大家补充）：
1．指针未初始化。
指针的初始化，不是指指针的定义，而是指针变量存储的数值是个无效的数值。比如定义float a;这个a会分配一个地址，但初始值是一个乱七八糟的数据。同样，float *a；也会为a分配一个地址，初始值也是乱七八糟的数据。初始化可以将a = NULL，这样在以后的程序中可以增加if(a == NULL)来判定指针是否有效，否则不行。或者为指针分配或者指定空间。如 float *a = new float;或者float b; float *a = &b；都可以为指针指向一块内存以实现初始化。
2．指针越界
指针越界是个比较难以捕捉的错误。假如测试不全面，不轻易被发现。对于为指针分配的空间大小，程序员一定要时刻注重。
3．指向局部变量的指针
指针是记录某块内存起始地址的变量，要使指针有效，则必须确保这块内存有效。用new分配的内存空间，只要不delete，则一直有效。但是对于指向某个变量地址的指针，程序员必须清楚该变量的作用域。假如离开了变量的作用域，该变量的内存空间就会被系统自动回收，再使用指针时，将会发生错误。这是程序中最轻易出现的错误。
4．指针指向的转移
有些初涉C++的程序员，经常会写出这样的程序：
char *pChar = new char;
char chs;
pChar = &chs;
delete pChar;
他们的目的是想将chs内容传递给pChar指针指向的内存。但这样写，将会使pChar先前指向的空间编程垃圾地址，因为地址无法再获取了。俗称野指针。将会导致内存泄漏。而且，在调用delete pChar时，也会发生异常错误。因为不是new的空间是不能使用delete删除的。因为pChar已经转到指向chs这个变量的地址了。
指针的艺术远不止这些，留待我们的爱好者进行深入的探讨。指针给我们的程序带来了太多的方便，同样，它也有很多难以控制的问题。如何更好的驾驭指针，可以说是C++程序员提高自己的一个手段。
『注』本文参考了博客网的C++入门笔记，综合了笔者自己对指针的理解。
