C++学习笔记（三）

Oreo! 2021/11/30 C++

# 一、指针

# 1.1指针的基本概念

指针的作用就是：通过指针来间接访问内存

内存编号是从0开始记录的，一般来说用十六进制数字表示
可以利用指针变量保存地址

指针就是一个地址

使用方式：

int main() {
  // 定义指针
  int a = 10;
  // 指针的定义方式是：数据类型 * 指针的变量名;
  int * p;
  // 使用指针来记录变量a的地址
  p = &a;
  cout << "a的地址为：" << &s << endl;
  return 0;
}

通过解引用的方式来找到指针指向的内存，也就是指针前加一个*符号

可以理解为使用*p后找到了p指向的内存空间，可以对该空间进行读写操作

可以理解为：p = &a;且*p = a;

# 1.2指针所占内存空间

指针也是一种数据类型，所以也存在内存空间的占用问题

在32位操作系统下，指针占用4个字节空间
在64位操作系统下，指针占用8个字节空间

# 1.3空指针和野指针

# 1.3.1空指针

指针变量指向内存中编号为0的空间

用途：初始化指针变量

注意：空指针指向的内存是不可以访问的（0-255号内存是系统占用的，无权限访问）

int * p = NULL;

但是如果一旦后面的语言出现诸如：*p = 100;则会报错权限冲突

# 1.3.2野指针

野指针表示指针变量指向的是非法的内存空间

空指针和野指针都不是我们正常需要申请的空间，因此不要访问

# 1.4const修饰指针

const修饰指针一般有三种情况：

const修饰指针 -- 常量指针
const修饰常量 -- 指针常量
const既修饰指针又修饰常量

# 1.4.1const修饰指针

指针前面添加一个const就称为const修饰指针，即：const int * p = &a;

特点：指针的指向可以修改，但是指针指向的值不可以修改

可以理解为现在定义了一个指针和两个变量

int a = 10;
int b = 10;
const int * p = &a;

此时如果进行修改*p = 20;这种修改是错误的，因为指针指向的值不可以修改

但是如果修改为p = &b;这种修改是正确的，因为指针的指向是可以修改的

可以理解为对值进行了锁定，但是方向并没有锁定

# 1.4.2const修饰常量

在变量前面添加一个const对变量进行修饰，即：int * const p = &a;

特点：指针的指向不可以修改，但是指针的值可以修改

int a = 10;
int b = 10;
int * const p = &a;

此时如果进行修改*p = 20;这种修改是正确的，因为指针指向的值是可以修改的

但是如果修改为p = &b;这种修改是错误的，因为指针的指向不可以修改

# 1.4.3修饰指针和常量

同时修饰指针和常量，即：const int * const p = &a;

特点：指针的指向和指针的值都不能修改

# 1.5数组指针

目的：利用指针访问数组中的每一个元素

使用++运算符可以让指针后移

#include "iostream"
using namespace std;

int main() {
    int arr[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    int * p = arr; // arr实际上就是数字第一个元素的地址
    // cout << *p << endl;
    // p++; // 让指针向后偏移4个字节
    // cout << *p << endl;
    int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        cout << *p << endl;
        p++;
    }
    return 0;
}

# 1.6指针与函数

即：利用指针作为函数的参数，可以修改实参的值

#include "iostream"
using namespace std;

// 普通参数函数，不改变实参
void swap_01(int p1, int p2) {
    int temp = p1;
    p1 = p2;
    p2 = temp;
}
// 指针参数函数，改变实参
void swap_02(int * p1, int * p2) {
    int temp = *p1;
    *p1 = *p2;
    *p2 = temp;
}

int main() {
    int a = 10;
    int b = 20;
    // 普通函数
    swap_01(a, b);
    cout << a << endl;
    cout << b << endl;
    // 指针参数函数
    swap_02(&a, &b);
    cout << a << endl;
    cout << b << endl;
    return 0;
}

# 二、结构体

结构体属于用户自定义的数据类型，允许用户储存不同的数据类型

# 2.1结构体的定义及使用

语法：struct 结构体名 {结构体成员列表};

通过结构体创建变量的方式有三种：

struct 结构体名变量名
struct 结构体名变量名 = {成员1值, 成员2值...}
定义结构体时顺便创建变量

#include "iostream"
#include "string"
using namespace std;

// 创建学生数据类型
struct Student {
    // 成员列表
    string name; // 姓名
    int age; // 年龄
    int score; // 分数
} s3;

// 通过学生类型创建具体的学生
int main() {
    // 创建方式一：struct Student s1;
    struct Student s1;
    s1.name = "wsy";
    s1.age = 23;
    s1.score = 100;
    cout << "姓名：" << s1.name << "年龄：" << s1.age << "分数：" << s1.score << endl;
    // 创建方式二：struct Student s2 = {...};
    struct Student s2 = {"lys", 23, 90};
    cout << "姓名：" << s2.name << "年龄：" << s2.age << "分数：" << s2.score << endl;
    // 创建方式三：创建结构体时顺便创建（见14行）
    s3.name = "test";
    s3.age = 5;
    s3.score = 0;
    cout << "姓名：" << s3.name << "年龄：" << s3.age << "分数：" << s3.score << endl;
    return 0;
}

# 2.2结构体数组

将自定义的结构体放入到数组中方便维护

语法：struct 结构体名数组名[元素个数] = {{}, {}, {}, ...}

# 2.3结构体指针

通过指针访问结构体中的成员

利用操作符->可以通过结构体指针访问结构体属性

int main() {
    // 创建学生结构体变量
    struct Student s = {"wsy", 18, 100};
    // 通过指针指向结构体变量
    Student * p = &s;
    // 通过指针访问结构体变量中的数据
    cout << p->name << endl;
    cout << p->age << endl;
    cout << p->score << endl;
    return 0;
}

在使用结构体时通常使用指针的操作，这样就可以避免重复占用大量内存，指针只占固定内存字节

# 2.4结构体的const操作

为了解决地址传递而导致的修改值的误操作，需要搭配const操作来避免：const struct Student * s

加入const之后一旦有修改操作就会报错，可以防止误操作

void printStruct(const struct Student * s) {
    cout << "姓名：" << s->name << "年龄：" << s->age << "分数：" << s->score << endl;
}

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