我知道这是一个非常基本的问题,但在用高级语言编写了几个项目之后,我刚刚开始了一些基本的c++编程。
基本上我有三个问题:
为什么使用指针而不是普通变量? 我应该在何时何地使用指针? 如何在数组中使用指针?
我知道这是一个非常基本的问题,但在用高级语言编写了几个项目之后,我刚刚开始了一些基本的c++编程。
基本上我有三个问题:
为什么使用指针而不是普通变量? 我应该在何时何地使用指针? 如何在数组中使用指针?
当前回答
这里有一个略有不同,但有深刻见解的观点,为什么C的许多特性是有意义的:http://steve.yegge.googlepages.com/tour-de-babel#C
基本上,标准的CPU体系结构是Von Neumann体系结构,在这样的机器上,能够引用内存中数据项的位置并对其进行运算是非常有用的。如果您了解汇编语言的任何变体,您将很快看到这在低级别上是多么重要。
c++让指针有点令人困惑,因为它有时会为你管理指针,并以“引用”的形式隐藏它们的效果。如果你直接使用C语言,对指针的需求就更加明显了:没有其他方法可以实现引用调用,它是存储字符串的最佳方式,是迭代数组的最佳方式,等等。
其他回答
使用指针的一个原因是可以在被调用的函数中修改变量或对象。
在c++中,使用引用比使用指针更好。虽然引用本质上是指针,但c++在某种程度上隐藏了这一事实,让它看起来好像是通过值传递的。这使得更改调用函数接收值的方式变得很容易,而不必修改传递值的语义。
考虑以下例子:
使用引用:
public void doSomething()
{
int i = 10;
doSomethingElse(i); // passes i by references since doSomethingElse() receives it
// by reference, but the syntax makes it appear as if i is passed
// by value
}
public void doSomethingElse(int& i) // receives i as a reference
{
cout << i << endl;
}
使用指针:
public void doSomething()
{
int i = 10;
doSomethingElse(&i);
}
public void doSomethingElse(int* i)
{
cout << *i << endl;
}
在很大程度上,指针是数组(在C/ c++中)——它们是内存中的地址,如果需要(在“正常”情况下),可以像数组一样访问它们。
因为它们是一个项目的地址,所以它们很小:它们只占用一个地址的空间。由于它们很小,将它们发送到函数是很便宜的。然后它们允许该函数在实际项目上工作,而不是一个副本。
如果您想进行动态存储分配(例如对于链表),则必须使用指针,因为它们是从堆中获取内存的唯一方法。
指针在许多数据结构中非常重要,这些数据结构的设计要求能够有效地将一个“节点”链接到另一个“节点”。你不会“选择”指针而不是普通的数据类型,比如float,它们只是有不同的用途。
指针在需要高性能和/或紧凑内存占用的地方非常有用。
数组中第一个元素的地址可以赋值给一个指针。这允许您直接访问底层已分配的字节。数组的全部意义就是避免你需要这样做。
指针是获得对另一个变量的间接引用的一种方式。它们不是保存变量的值,而是告诉您变量的地址。这在处理数组时特别有用,因为使用指向数组中第一个元素(它的地址)的指针,可以通过递增指针(指向下一个地址位置)快速找到下一个元素。
我读过的关于指针和指针算术的最好解释是在K & R的《C编程语言》中。开始学习c++的一本好书是c++ Primer。
在c++中,如果你想使用子类型多态性,你必须使用指针。请参阅这篇文章:没有指针的c++多态性。
真的,仔细想想,这是有道理的。当您使用子类型多态性时,最终,您不知道将调用哪个类或子类的方法实现,因为您不知道实际的类是什么。
使用变量保存未知类的对象的想法与c++在堆栈上存储对象的默认(非指针)模式不兼容,在堆栈中分配的空间量直接对应于类。注意:如果一个类有5个而不是3个实例字段,则需要分配更多的空间。
请注意,如果您使用'&'通过引用传递参数,在幕后仍然涉及到间接(即指针)。'&'只是语法糖,它(1)省去了使用指针语法的麻烦,(2)允许编译器更严格(例如禁止空指针)。