为什么指针是许多刚开始学习C或c++,甚至上了大学的学生困惑的主要因素?有没有什么工具或思维过程可以帮助你理解指针在变量、函数和级别之外是如何工作的?
有什么好的实践可以让人达到“啊哈,我懂了”的水平,而不会让他们陷入整体概念中?基本上,就是模拟场景。
为什么指针是许多刚开始学习C或c++,甚至上了大学的学生困惑的主要因素?有没有什么工具或思维过程可以帮助你理解指针在变量、函数和级别之外是如何工作的?
有什么好的实践可以让人达到“啊哈,我懂了”的水平,而不会让他们陷入整体概念中?基本上,就是模拟场景。
当前回答
指针让很多人感到困惑的原因是它们大多没有计算机架构背景。由于许多人似乎不知道计算机(机器)是如何实际实现的——在C/ c++中工作似乎很陌生。
一个练习是要求他们实现一个简单的基于字节码的虚拟机(在任何他们选择的语言中,python都很适合这个),其中的指令集集中于指针操作(加载、存储、直接/间接寻址)。然后要求他们为该指令集编写简单的程序。
任何需要比简单加法稍微多一点的东西都会涉及到指针,它们肯定会得到指针。
其他回答
当我只懂c++的时候,我可以使用指针。从试错中,我知道在某些情况下应该做什么,不应该做什么。但是让我完全理解的是汇编语言。如果您对自己编写的汇编语言程序进行了一些严肃的指令级调试,那么您应该能够理解很多东西。
I think that the main reason that people have trouble with it is because it's generally not taught in an interesting and engaging manner. I'd like to see a lecturer get 10 volunteers from the crowd and give them a 1 meter ruler each, get them to stand around in a certain configuration and use the rulers to point at each other. Then show pointer arithmetic by moving people around (and where they point their rulers). It'd be a simple but effective (and above all memorable) way of showing the concepts without getting too bogged down in the mechanics.
一旦你学了C和c++,对某些人来说似乎就更难了。我不确定这是因为他们最终把他们没有正确掌握的理论应用到实践中,还是因为在这些语言中指针操作天生就更难。我不太记得我自己的转变,但我知道Pascal中的指针,然后转到C,完全迷失了。
我喜欢用数组和下标来解释它——人们可能不熟悉指针,但他们通常都知道下标是什么。
所以我说,假设RAM是一个数组(你只有10个字节的RAM):
unsigned char RAM[10] = { 10, 14, 4, 3, 2, 1, 20, 19, 50, 9 };
然后,指向变量的指针实际上只是该变量在RAM中的第一个字节的索引。
因此,如果你有一个指针/索引unsigned char index = 2,那么这个值显然是第三个元素,或者数字4。指针指向指针的指针是指将该数字本身用作索引,如RAM[RAM[index]]。
我会在纸上的列表上画一个数组,然后用它来显示一些东西,比如指向同一个内存的许多指针、指针算术、指针到指针等等。
我认为理解指针的主要障碍是糟糕的老师。
几乎每个人都被教导过关于指针的谎言:它们只不过是内存地址,或者它们允许你指向任意位置。
当然,他们很难理解,危险,半魔法。
这些都不是真的。指针实际上是相当简单的概念,只要你坚持c++语言对它们的描述,不要给它们灌输“通常”在实践中会起作用的属性,但语言却不能保证,因此不是指针实际概念的一部分。
几个月前,我试图在这篇博客文章中对此进行解释——希望它能帮助到一些人。
(请注意,在有人对我说学究气之前,是的,c++标准确实说指针表示内存地址。但它并没有说“指针是内存地址,而且只是内存地址,可以与内存地址互换使用或认为”。区别很重要)
一个带有一组很好的图表的教程示例极大地帮助理解指针。
Joel Spolsky在他的《面试指南》文章中提出了一些关于理解指针的好观点:
出于某种原因,大多数人似乎生来就没有大脑中理解指针的那部分。这是一个天赋问题,而不是技能问题——它需要一种复杂的双重间接思维形式,而有些人就是做不到。