c++程序設(shè)計(jì)指針和引用

1、C程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)第8章指針和引用指針和引用在程序運(yùn)行時(shí)變量和函數(shù)都存放在內(nèi)存中，通過變量名來訪問數(shù)據(jù)、通過函數(shù)名來調(diào)用函數(shù)都是直接訪問方式。還有另一種間接訪問方式就是用指針。指針的本質(zhì)是內(nèi)存地址。指針往往用于說明函數(shù)的形參，使實(shí)參能通過指針傳遞，以提高函數(shù)調(diào)用的效率。利用指針能動態(tài)地使用內(nèi)存，以提高內(nèi)存使用效率。指針也能用來表示數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，以構(gòu)成復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。指針是C程序中最常見的類型。引用是C擴(kuò)展的新概念，主要用于函數(shù)形參和返回類型

2、。本章將詳細(xì)介紹指針和引用的概念及應(yīng)用。8.1指針及指針變量指針(pointer)的本質(zhì)是內(nèi)存地址。指針變量就是專門存儲地址的一種變量。通過指針變量所存儲的地址來訪問數(shù)據(jù)是一種間接尋址方式。由于處理器的機(jī)器語言能支持間接尋址，所以使用指針可以達(dá)到較高的計(jì)算性能。8.1.1地址的概念C編譯器對不同對象或變量按其數(shù)據(jù)類型分配合適大小的存儲空間。例如為或bool型變量分配1個(gè)字節(jié)(bytes)的存儲空間，sht分配2字節(jié)，int和float分

3、配4個(gè)字節(jié)，為double型變量分配8個(gè)字節(jié)的存儲空間。當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，代碼和變量都加載到內(nèi)存中。計(jì)算機(jī)內(nèi)存被分成若干個(gè)存儲單元，存儲單元以字節(jié)為單位。每個(gè)存儲單元都有一個(gè)固定的編號，這個(gè)編號就是內(nèi)存地址。盡管一個(gè)變量可能占用多個(gè)字節(jié)空間，但都通過第一個(gè)字節(jié)的地址來訪問。存放某個(gè)變量的第一個(gè)字節(jié)的地址就是該數(shù)據(jù)的首地址。指針即內(nèi)存單元的地址，而數(shù)據(jù)是內(nèi)存單元中的內(nèi)容(或值）。假設(shè)在程序中說明了1個(gè)int型的變量a，其值為68。系統(tǒng)為變量a

4、分配4字節(jié)的存儲空間，設(shè)首地址為0X0065FDF4。通過地址0X0065FDF4就能找到變量a在內(nèi)存中的存儲單元，從而對變量a進(jìn)行訪問。0X0065FDF4就是變量a的指針。知道一個(gè)變量的地址和變量的類型就能對變量進(jìn)行訪問，就如同知道房間號就能找到房間，從而找到房間里的主人。指針是一種特殊的數(shù)據(jù)類型。所有類型的變量，無論是基本類型、用戶定義類型、還是這些類型的數(shù)組，在一次運(yùn)行時(shí)都有確定的地址，因此它們都有指針。對于32位計(jì)算機(jī)，地址長

5、度就是32位，因此一個(gè)指針需要4個(gè)字節(jié)，與整型int、浮點(diǎn)型float具有相同大小的長度。一個(gè)指針不僅有值，而且還要確定其類型，表示它能指向什么類型的數(shù)因?yàn)榘醋謱R(32位數(shù)據(jù))能提高CPU訪問內(nèi)存的效率，而且一次壓棧和出棧操作也是以32位數(shù)據(jù)為單位，代價(jià)是浪費(fèi)一些內(nèi)存。如果這些變量改為全局變量，它們將按實(shí)際大小存儲。如果一個(gè)指針變量存放的是某個(gè)對象或值的地址，就說這個(gè)指針變量指向該對象或值。在C程序設(shè)計(jì)中，指針變量只有確定了指向才有意

6、義。8.1.2指針變量指針變量就是專門存放地址的一種特殊變量。指針變量中存放的是地址值。一個(gè)指針的值就是一個(gè)地址。指針變量與其它變量一樣，在使用之前必須先說明。說明指針變量的格式為：[=其中，是這個(gè)指針變量所指向的對象的類型，簡稱指針類型，它可以是任何一種類型。表示這個(gè)變量是一個(gè)指針變量。這個(gè)變量的類型就是“”。是一個(gè)標(biāo)識符。指針變量可以進(jìn)行初始化，等號之后給出一個(gè)變量的地址，要求這個(gè)變量的類型與指針類型相符。假設(shè)程序中說明了一個(gè)變量i

7、nti=4，而且在運(yùn)行時(shí)該變量i的地址為0X0012FF70。說明一個(gè)指針變量：intpa=此時(shí)指針變量pa中就存放了變量i的地址，即pa中存放的值為0X0012FF70。我們稱pa指針指向了變量i。如圖8.2所示?，F(xiàn)在訪問變量i就有兩種方式：一是按變量名i來訪問。將變量名i轉(zhuǎn)換為一個(gè)相對地址，在運(yùn)行時(shí)經(jīng)動態(tài)定位得到i的地址0X0012FF70，再找到i的存儲單元。二是通過指針變量pa來訪問。按pa變量的地址先找到pa，然后根據(jù)pa的值

8、再找到變量i的存儲單元，從而對變量i進(jìn)行訪問。前一種訪問方式稱為直接尋址，后一種稱為間接尋址。間接方式的好處是一個(gè)指針pa在不同時(shí)刻可指向不同的整數(shù)變量，這樣通過一個(gè)指針變量就能訪問多個(gè)數(shù)據(jù)。例如：intip1i2說明一個(gè)指針變量ip1(其類型為int)和一個(gè)int變量i2floatfp說明一個(gè)指針變量fp(其類型為float)指針變量ip1所指向的變量的類型為int型，指針變量fp所指向的變量的類型為float型。下面說明指針變量的幾

9、種寫法都是合法的。intp與類型名之間有空格，與變量名p之間沒有空格intp1與類型名之間沒有空格，與變量名p1之間有空格intp2與類型名和變量名p2之間都沒有空格intp3與類型名和變量名p3之間都有空格在說明一個(gè)指針變量后，無論該指針變量指向何種類型的對象，系統(tǒng)都為其分配4個(gè)字節(jié)大小的存儲空間，因?yàn)橹羔樧兞看娣艃?nèi)存單元的地址，在32位計(jì)算機(jī)中內(nèi)存地址的取值范圍是相同的，都是4個(gè)字節(jié)。在一個(gè)變量說明語句中，或者一個(gè)函數(shù)形參表中，一個(gè)