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
我不认为指针是一个特别棘手的概念——大多数学生的心理模型都映射到这样的东西,一些快速的盒子草图会有帮助。
困难之处在于,至少在我过去的经历和看到其他人处理的过程中,在C/ c++中指针的管理可能是不必要的复杂。
其他回答
在C/ c++语言中,指针为什么是许多新、甚至老大学生困惑的主要因素?
一个值的占位符的概念——变量——映射到我们在学校教的东西——代数。如果不理解内存在计算机中是如何物理布局的,就无法画出一个现有的并行图,而且没有人会考虑这种事情,直到他们处理低级别的事情——在C/ c++ /字节通信级别。
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?
地址框。我记得当我学习在微型计算机上编程BASIC时,有一些漂亮的书,里面有游戏,有时你必须在特定的地址中插入值。他们有一张图片,上面有一堆盒子,标有0、1、2……它解释说,只有一个小的东西(一个字节)可以装在这些盒子里,而它们有很多——一些计算机有多达65535!他们紧挨着,都有一个地址。
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。
为了演习?创建一个结构体:
struct {
char a;
char b;
char c;
char d;
} mystruct;
mystruct.a = 'r';
mystruct.b = 's';
mystruct.c = 't';
mystruct.d = 'u';
char* my_pointer;
my_pointer = &mystruct.b;
cout << 'Start: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;
my_pointer++;
cout << 'After: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;
my_pointer = &mystruct.a;
cout << 'Then: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;
my_pointer = my_pointer + 3;
cout << 'End: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;
与上面的例子相同,除了在C中:
// Same example as above, except in C:
struct {
char a;
char b;
char c;
char d;
} mystruct;
mystruct.a = 'r';
mystruct.b = 's';
mystruct.c = 't';
mystruct.d = 'u';
char* my_pointer;
my_pointer = &mystruct.b;
printf("Start: my_pointer = %c\n", *my_pointer);
my_pointer++;
printf("After: my_pointer = %c\n", *my_pointer);
my_pointer = &mystruct.a;
printf("Then: my_pointer = %c\n", *my_pointer);
my_pointer = my_pointer + 3;
printf("End: my_pointer = %c\n", *my_pointer);
输出:
Start: my_pointer = s
After: my_pointer = t
Then: my_pointer = r
End: my_pointer = u
也许这通过例子解释了一些基础知识?
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)
我认为这可能是语法问题。指针的C/ c++语法似乎不一致,而且比实际需要的更复杂。
具有讽刺意味的是,真正帮助我理解指针的是c++标准模板库中迭代器的概念。这很讽刺,因为我只能假设迭代器被认为是指针的泛化。
有时候,只有当你学会忽略树木时,你才能看到森林。
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。
它之所以如此难以理解,并不是因为它是一个复杂的概念,而是因为语法不一致。
int *mypointer;
您首先了解到变量创建的最左边部分定义了变量的类型。在C和c++中,指针声明不是这样工作的。相反,他们说变量指向左边的类型。在这种情况下:*mypointer指向int类型。
我没有完全掌握指针,直到我尝试在c#中使用它们(不安全),它们以完全相同的方式工作,但具有逻辑和一致的语法。指针本身就是一个类型。这里mypointer是一个指向int型的指针。
int* mypointer;
甚至不要让我开始函数指针…