近来在论坛中机场经常看到有关数组指针和指针数组的讨论。这个是学习c++等语言中不可少的步骤,不过向来指针的东西就是很有用但是也是很难用的东西,所以学习起来也不是很容易了。近来本人也没有什么项目可以做的,所以就随便写的自己关于这些方面的理解,供同行参考,同时也可以把自己的错误理解暴露在阳光下,接受大家评判的洗礼。
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################################# ## 基本知识 ## #################################
当然我们一切都是从最简单的内建类型开始,最后我会做一些推广。先看一下基本的形式,我们从这里起步!
--------------指针----------------int a=10;int *p=&a;
-------------指针的指针-----------int b=20;int *p=&b;int **p2p=&p;
-------------简单数组-----------------int c[10];//整数数组,含有10个整数元素 file://也就是说每一个元素都是整数 --------------指针数组--------------------int *p[10];//指针数组,含有10个指针元素 file://也就是说每一个元素都是指针 --------------数组指针--------------------int (*p)[10];//数组指针,这个指针可以用来指向 file://含有10个元素的整数数组
上面这些简单的形式是我们必须要首先理解,这个是基本的知识。同时我们从上面也要得出一个很重要的知识提示:c++语言层面上关于变量声明的部分,后缀结合变量的优先级比前缀要高的。看我们上面的例子的最后两个就明白了,我们为了实现数组指针的声明我们不得不变通一下。我们采用()来实现优先级的改变,实现了数组指针的声明。
################################# ## 进一步提高知识 ## #################################
数组,数组的指针,指针的数组,概念太多了。我接受概念一多的时候,我就想把这些复杂的东西简单一下。因为我太懒了,概念简化一下,记住更容易一点。所以我们这里要认识一下上面这些概念本质。这样可以简化概念,减少记忆的难度。
先看一段程序。#include <iostream>#include <typeinfo>using namespace std;int main(){ int vInt=10; int arr[2]={10,20}; int *p=&vInt; int **p2p=&p; int *parr[2]={&vInt,&vInt}; int (*p2arr)[2]=&arr;
cout<<"Declaration [int vInt=10] type=="<<typeid(vInt).name()<<endl; cout<<"Declaration [arr[2]={10,20}] type=="<<typeid(arr).name()<<endl; cout<<"Declaration [int *p=&vInt] type=="<<typeid(p).name()<<endl; cout<<"Declaration [int **p2p=&p] type=="<<typeid(p2p).name()<<endl; cout<<"Declaration [int *parr[2]={&vInt,&vInt}] type=="<<typeid(parr).name()<<endl; cout<<"Declaration [int (*p2arr)[2]=&arr] type=="<<typeid(p2arr).name()<<endl;
return 0;}
运行的结果如下:(我在前面加了行号#XX)#01 Declaration [int vInt=10] type==int#02 Declaration [arr[2]={10,20}] type==int *#03 Declaration [int *p=&vInt] type==int *#04 Declaration [int **p2p=&p] type==int * *#05 Declaration [int *parr[2]={&vInt,&vInt}] type==int **#06 Declaration [int (*p2arr)[2]=&arr] type==int (*)[2]
现在我们来分析一下结果。因为我们已经具有了第一部分的基本知识,我们现在可以很明确区别出来我们声明的类型。这里主要有两个很重要的部分,我们不过是就事讲事情,编译器是如何实现的原理不在这里讨论之列。
--------#02:数组------------
现在看#02,想到了什么没有呀?在编译器看来数组只是相对应类型的指针类型。当我们把数组传递给函数作为参数的时候,传递的是指针,所以我们可以利用参数来修改数组元素。这个转化是编译器自动完成的。
void f(int[]);int a[2]={10,20};f(a);//这行等价于编译器完成的函数转化f(int *p)
也就是说这里编译器自动完成了int[]类型到int *的转化,注意是编译器完成的,也可以说是语言本身实现的,我们对此只有接受的份了。
-------#05:指针数组---------------
指针数组的编译器内部表示也是对应类型的指针。
------#06:数组指针----------------数组指针的编译器内部表示就是有一点特别了。编译器(或者说是语言本身)有数组指针这个内部表示。由于c++语言的类型严格检查的语言(当然还有一些是存在隐式类型转化的)
所以我们下面的写法是不能编译通过的。{file://---------编译不能通过--------------int arr[3]={10,20};//注意是3个元素数组int (*p2arr)[2]=&arr;//注意是指向2个元素数组的指针file://---------编译不能通过--------------}
################################# ## 初步小结 ## #################################
通过上面两个小节的内容,大家应该基本明白了,数组,指针,指针数组,数组指针到底是怎么一回事情了吧。
-----------补充开始-----------------------关于数组和指针的转化,以及我们使用指针(++,--)等来操作数组,是基于数组在内存中是连续分布的。
但是我们使用“迭代器”的时候,情况是不一样的。这个问题本文不讨论。
-----------补充结束---------------------
不过c++语言本身有很多诡异的地方(因为c++要考虑到跟c语言以及旧的c++版本兼容)。内建类型的这些性质特征到了函数部分会有一点小的变化,不过如果你了解了编译器做了什么以后的话,你也就不会太奇怪了。不过关于函数部分的内容我下次再说了。
现在回到上面的内容。我们这里还是讲一下内建类型。显然一样类型的变量是可以互相赋值。不过当然还有一些其他情况也是可以的,比如类型的宽化,关于类的继承体系问题等等。
当然了,不一样的类型一般来说是不能互相赋值,当然这里的例外就是强制转化,类的继承体系等情况了。
看到这里就会明白下面的程序为什么会运行的了。我这里也把下面的程序作为今天内容的总结:
#include <iostream>using namespace std;int main(){ int a[2]={10,20}; int *p=a;//根据上面说明,由于编译器的参与,两者类型转化后一致 int vInt=10; int *parr[2]={&vInt,&vInt}; int **p2p=parr;//上面分析,类型一致 return 0;}