信息來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
譯者序：
這是一篇我所見(jiàn)過(guò)的關(guān)于指針的最好的入門(mén)級(jí)文章，它可使初學(xué)者在很短的時(shí)間內(nèi)掌握復(fù)雜的指針操作。雖然，現(xiàn)在的JAVA、C＃等語(yǔ)言已經(jīng)取消了指針，但作為一個(gè)C++程序員，指針的直接操作內(nèi)存，在數(shù)據(jù)操作方面有著速度快，節(jié)約內(nèi)存等優(yōu)點(diǎn)，仍是很多C++程序員的最?lèi)?ài)。指針就像是一把良劍，就看你怎么去應(yīng)用它!
有關(guān)這篇文章的技術(shù)性問(wèn)題你可以寫(xiě)信給我：
webmaster@chinahai.com.同時(shí)我的另外兩篇相關(guān)文章《模板Guide》和《STL Guide》也快完成，希望能對(duì)您有所幫助！Loading... ...
譯者：萬(wàn)江(chinahai)
什么是指針？
其實(shí)指針就像是其它變量一樣，所不同的是一般的變量包含的是實(shí)際的真實(shí)的數(shù)據(jù)，而指針是一個(gè)指示器，它告訴程序在內(nèi)存的哪塊區(qū)域可以找到數(shù)據(jù)。這是一個(gè)非常重要的概念，有很多程序和算法都是圍繞指針而設(shè)計(jì)的，如鏈表。
開(kāi)始學(xué)習(xí)
如何定義一個(gè)指針呢？就像你定義一個(gè)其它變量一樣，只不過(guò)你要在指針名字前加上一個(gè)星號(hào)。我們來(lái)看一個(gè)例子：
下面這個(gè)程序定義了兩個(gè)指針，它們都是指向整型數(shù)據(jù)。
int* pNumberOne;
int* pNumberTwo;
你注意到在兩個(gè)變量名前的“p”前綴了嗎？這是程序員通常在定義指針時(shí)的一個(gè)習(xí)慣，以提高便程序的閱讀性，表示這是個(gè)指針。現(xiàn)在讓我們來(lái)初始化這兩個(gè)指針：
pNumberOne = &some_number;
pNumberTwo = &some_other_number;
&號(hào)讀作“什么的地址”，它表示返回的是變量在內(nèi)存中的地址而不是變量本身的值。在這個(gè)例子中，pNumberOne 等于some_number的地址，所以現(xiàn)在pNumberOne指向some_number。 如果現(xiàn)在我們?cè)诔绦蛑幸玫絪ome_number，我們就可以使用pNumberOne。
我們來(lái)學(xué)習(xí)一個(gè)例子：
在這個(gè)例子中你將學(xué)到很多，如果你對(duì)指針的概念一點(diǎn)都不了解，我建議你多看幾遍這個(gè)例子，指針是個(gè)很復(fù)雜的東西，但你會(huì)很快掌握它的。
這個(gè)例子用以增強(qiáng)你對(duì)上面所介紹內(nèi)容的了解。它是用C編寫(xiě)的(注：原英文版是用C寫(xiě)的代碼，譯者重新用C++改寫(xiě)寫(xiě)了所有代碼，并在DEV C++ 和VC++中編譯通過(guò)！）
#include <iostream.h>
void main()
{
// 聲明變量：
int nNumber;
int *pPointer;
// 現(xiàn)在給它們賦值：
nNumber = 15;
pPointer = &nNumber;
//打印出變量nNumber的值：
cout<<"nNumber is equal to :"<< nNumber<<endl;
// 現(xiàn)在通過(guò)指針改變nNumber的值：
*pPointer = 25;
//證明nNumber已經(jīng)被上面的程序改變
//重新打印出nNumber的值:
cout<<"nNumber is equal to :"<<nNumber<<endl;
}
通讀一下這個(gè)程序，編譯并運(yùn)行它，務(wù)必明白它是怎樣工作的。如果你完成了，準(zhǔn)備好，開(kāi)始下一小節(jié)。
陷井！
試一下，你能找出下面這段程序的錯(cuò)誤嗎？
#include <iostream.h>
int *pPointer;
void SomeFunction();
{
int nNumber;
nNumber = 25;
//讓指針指向nNumber:
pPointer = &nNumber;
}
void main()
{
SomeFunction(); //為pPointer賦值
//為什么這里失敗了?為什么沒(méi)有得到25
cout<<"Value of *pPointer: "<<*pPointer<<endl;
}
這段程序先調(diào)用了SomeFunction函數(shù)，創(chuàng)建了個(gè)叫nNumber的變量，接著讓指針pPointer指向了它。可是問(wèn)題出在哪兒呢？當(dāng)函數(shù)結(jié)束后，nNumber被刪掉了，因?yàn)檫@一個(gè)局部變量。局部變量在定義它的函數(shù)執(zhí)行完后都會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)刪掉。也就是說(shuō)當(dāng)SomeFunction 函數(shù)返回主函數(shù)main()時(shí)，這個(gè)變量已經(jīng)被刪掉，但pPointer還指著變量曾經(jīng)用過(guò)的但現(xiàn)在已不屬于這個(gè)程序的區(qū)域。如果你還不明白，你可以再讀讀這個(gè)程序，注意它的局部變量和全局變量，這些概念都非常重要。
但這個(gè)問(wèn)題怎么解決呢？答案是動(dòng)態(tài)分配技術(shù)。注意這在C和C++中是不同的。由于大多數(shù)程序員都是用C++，所以我用到的是C++中常用的稱謂。
動(dòng)態(tài)分配
動(dòng)態(tài)分配是指針的關(guān)鍵技術(shù)。它是用來(lái)在不必定義變量的情況下分配內(nèi)存和讓指針去指向它們。盡管這么說(shuō)可能會(huì)讓你迷惑，其實(shí)它真的很簡(jiǎn)單。下面的代碼就是一個(gè)為一個(gè)整型數(shù)據(jù)分配內(nèi)存的例子：
int *pNumber;
pNumber = new int;
第一行聲明一個(gè)指針pNumber。第二行為一個(gè)整型數(shù)據(jù)分配一個(gè)內(nèi)存空間，并讓pNumber指向這個(gè)新內(nèi)存空間。下面是一個(gè)新例，這一次是用double雙精型：
double *pDouble;
pDouble = new double;
這種格式是一個(gè)規(guī)則，這樣寫(xiě)你是不會(huì)錯(cuò)的。
但動(dòng)態(tài)分配又和前面的例子有什么不同呢？就是在函數(shù)返回或執(zhí)行完畢時(shí)，你分配的這塊內(nèi)存區(qū)域是不會(huì)被刪除的所以我們現(xiàn)在可以用動(dòng)態(tài)分配重寫(xiě)上面的程序：
#include <iostream.h>
int *pPointer;
void SomeFunction()
{
// 讓指針指向一個(gè)新的整型
pPointer = new int;
*pPointer = 25;
}
void main()
{
SomeFunction(); // 為pPointer賦值
cout<<"Value of *pPointer: "<<*pPointer<<endl;
}
通讀這個(gè)程序，編譯并運(yùn)行它，務(wù)必理解它是怎樣工作的。當(dāng)SomeFunction 調(diào)用時(shí)，它分配了一個(gè)內(nèi)存，并讓pPointer指向它。這一次，當(dāng)函數(shù)返回時(shí)，新的內(nèi)存區(qū)域被保留下來(lái)，所以pPointer始終指著有用的信息，這是因?yàn)榱藙?dòng)態(tài)分配。但是你再仔細(xì)讀讀上面這個(gè)程序，雖然它得到了正確結(jié)果，可仍有一個(gè)嚴(yán)重的錯(cuò)誤。
分配了內(nèi)存，別忘了回收
太復(fù)雜了，怎么會(huì)還有嚴(yán)重的錯(cuò)誤！其實(shí)要改正并不難。問(wèn)題是：你動(dòng)態(tài)地分配了一個(gè)內(nèi)存空間，可它絕不會(huì)被自動(dòng)刪除。也就是說(shuō)，這塊內(nèi)存空間會(huì)一直存在，直到你告訴電腦你已經(jīng)使用完了。可結(jié)果是，你并沒(méi)有告訴電腦你已不再需要這塊內(nèi)存空間了，所以它會(huì)繼續(xù)占據(jù)著內(nèi)存空間造成浪費(fèi)，甚至你的程序運(yùn)行完畢，其它程序運(yùn)行時(shí)它還存在。當(dāng)這樣的問(wèn)題積累到一定程度，最終將導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。所以這是很重要的，在你用完它以后，請(qǐng)釋放它的空間，如：
delete pPointer;
這樣就差不多了，你不得不小心。在這你終止了一個(gè)有效的指針（一個(gè)確實(shí)指向某個(gè)內(nèi)存的指針）。
下面的程序，它不會(huì)浪費(fèi)任何的內(nèi)存：
#include <iostream.h>
int *pPointer;
void SomeFunction()
{
// 讓指針指向一個(gè)新的整型
pPointer = new int;
*pPointer = 25;
}
void main()
{
SomeFunction(); //為pPointer賦值
cout<<"Value of *pPointer: "<<*pPointer<<endl;
delete pPointer;
}
只有一行與前一個(gè)程序不同，但就是這最后一行十分地重要。如果你不刪除它，你就會(huì)制造一起“內(nèi)存漏洞”，而讓內(nèi)存逐漸地泄漏。
(譯者:假如在程序中調(diào)用了兩次SomeFunction，你又該如何修改這個(gè)程序呢？請(qǐng)讀者自己思考)
傳遞指針到函數(shù)
傳遞指針到函數(shù)是非常有用的，也很容易掌握。如果我們寫(xiě)一個(gè)程序，讓一個(gè)數(shù)加上5,看一看這個(gè)程序完整嗎？：
#include <iostream.h>
void AddFive(int Number)
{
Number = Number + 5;
}
void main()
{
int nMyNumber = 18;
cout<<"My original number is "<<nMyNumber<<endl;
AddFive(nMyNumber);
cout<<"My new number is "<<nMyNumber<<endl;
//得到了結(jié)果23嗎？問(wèn)題出在哪兒？
}
問(wèn)題出在函數(shù)AddFive里用到的Number是變量nMyNumber的一個(gè)副本而傳遞給函數(shù)，而不是變量本身。因此， " Number = Number + 5" 這一行是把變量的副本加了5，而原始的變量在主函數(shù)main()里依然沒(méi)變。試著運(yùn)行這個(gè)程序，自己去體會(huì)一下。
要解決這個(gè)問(wèn)題，我們就要傳遞一個(gè)指針到函數(shù)，所以我們要修改一下函數(shù)讓它能接受指針：把'void AddFive(int Number)' 改成 'void AddFive(int* Number)' 。下面就是改過(guò)的程序，注意函數(shù)調(diào)用時(shí)要用＆號(hào)，以表示傳遞的是指針：
#include <iostream.h>
void AddFive(int* Number)
{
*Number = *Number + 5;
}
void main()
{
int nMyNumber = 18;
cout<<"My original number is "<<nMyNumber<<endl;
AddFive(&nMyNumber);
cout<<"My new number is "<<nMyNumber<<endl;
}
試著自己去運(yùn)行它，注意在函數(shù)AddFive的參數(shù)Number前加*號(hào)的重要性：它告訴編譯器，我們是把指針?biāo)傅淖兞考?。而不并指針自己加5。
最后，如果想讓函數(shù)返回指針的話，你可以這么寫(xiě)：
int * MyFunction();
在這句里，MyFunction返回一個(gè)指向整型的指針。
指向類(lèi)的指針
指針在類(lèi)中的操作要格外小心，你可以用如下的辦法定義一個(gè)類(lèi)：
class MyClass
{
public:
int m_Number;
char m_Character;
};
接著你就可以定義一個(gè)MyClass 類(lèi)的變量了：
MyClass thing;
你應(yīng)該已經(jīng)知道怎樣去定義一個(gè)指針了吧：
MyClass *thing;
接著你可以分配個(gè)內(nèi)存空間給它：
thing = new MyClass;
注意，問(wèn)題出現(xiàn)了。你打算怎樣使用這個(gè)指針呢，通常你可能會(huì)寫(xiě)'thing.m_Number'，但是thing是類(lèi)嗎，不，它是一個(gè)指向類(lèi)的指針，它本身并不包含一個(gè)叫m_Number的變量。所以我們必須用另一種方法：就是把'.'(點(diǎn)號(hào)）換成 -> ,來(lái)看下面的例子：
class MyClass
{
public:
int m_Number;
char m_Character;
};
void main()
{
MyClass *pPointer;
pPointer = new MyClass;
pPointer->m_Number = 10;
pPointer->m_Character = 's';
delete pPointer;
}
指向數(shù)組的指針
你也可以讓指針指向一個(gè)數(shù)組，按下面的方法操作：
int *pArray;
pArray = new int[6];
程序會(huì)創(chuàng)建一個(gè)指針pArray，讓它指向一個(gè)有六個(gè)元素的數(shù)組。另外一種方法，不用動(dòng)態(tài)分配：
int *pArray;
int MyArray[6];
pArray = &MyArray[0];
注意，&MyArray[0] 也可以簡(jiǎn)寫(xiě)成 MyArray ，都表示是數(shù)組的第一個(gè)元素地址。但如果寫(xiě)成pArray = &MyArray可能就會(huì)出問(wèn)題，結(jié)果是 pArray 指向的是指向數(shù)組的指針（在一維數(shù)組中盡管與&MyArray[0]相等），而不是你想要的，在多維數(shù)組中很容易出錯(cuò)。
在數(shù)組中使用指針
一旦你定義了一個(gè)指向數(shù)組的指針，你該怎樣使用它呢？讓我們來(lái)看一個(gè)例子，一個(gè)指向整型數(shù)組的指針：
#include <iostream.h>
void main()
{
int Array[3];
Array[0] = 10;
Array[1] = 20;
Array[2] = 30;
int *pArray;
pArray = &Array[0];
cout<<"pArray points to the value %d\n"<<*pArray<<endl;
}
如果讓指針指向數(shù)組元素中的下一個(gè)，可以用pArray++.也可以用你應(yīng)該能想到的pArray + 1，都會(huì)讓指針指向數(shù)組的下一個(gè)元素。要注意的是你在移動(dòng)指針時(shí)，程序并不檢查你是否已經(jīng)移動(dòng)地超出了你定義的數(shù)組，也就是說(shuō)你很可能通過(guò)上面的簡(jiǎn)單指針加操作而訪問(wèn)到數(shù)組以外的數(shù)據(jù)，而結(jié)果就是，可能會(huì)使系統(tǒng)崩潰，所以請(qǐng)格外小心。
當(dāng)然有了pArray + 1，也可以有pArray － 1，這種操作在循環(huán)中很常用，特別是while循環(huán)中。
另一個(gè)需要注意的是，如果你定義了一個(gè)指向整型數(shù)的指針：int* pNumberSet ，你可以把它當(dāng)作是數(shù)組，如：pNumberSet[0] 和 *pNumberSet是相等的，pNumberSet[1]與*(pNumberSet + 1)也是相等的。
在這一節(jié)的最后提一個(gè)警告：如果你用 new 動(dòng)態(tài)地分配了一個(gè)數(shù)組，
int *pArray;
pArray = new int[6];
別忘了回收，
delete[] pArray;
這一句是告訴編譯器是刪除整個(gè)數(shù)組而不一個(gè)單獨(dú)的元素。千萬(wàn)記住了。
后話
還有一點(diǎn)要小心，別刪除一個(gè)根本就沒(méi)分配內(nèi)存的指針，典型的是如果沒(méi)用new分配，就別用delete:
void main()
{
int number;
int *pNumber = number;
delete pNumber; // 錯(cuò)誤 - *pNumber 沒(méi)有用new動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存.
}
常見(jiàn)問(wèn)題解答
Q：為什么我在編譯程序時(shí)老是在 new 和 delete語(yǔ)句中出現(xiàn)'symbol undefined' 錯(cuò)誤？
A：new 和 delete都是C++在C上的擴(kuò)展，這個(gè)錯(cuò)誤是說(shuō)編譯器認(rèn)為你現(xiàn)在的程序是C而不C++，當(dāng)然會(huì)出錯(cuò)了。看看你的文件名是不是.cpp結(jié)尾。
Q：new 和 malloc有什么不同？
A：new 是C++中的關(guān)健字，用來(lái)分配內(nèi)存的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。如果沒(méi)有必要，請(qǐng)不要在C++中使用malloc。因?yàn)閙alloc是C中的語(yǔ)法，它不是為面向?qū)ο蟮腃++而設(shè)計(jì)的。
Q：我可以同時(shí)使用free 和 delete嗎？
A：你應(yīng)該注意的是，它們各自所匹配的操作不同。free只用在用malloc分配的內(nèi)存操作中，而delete只用在用new分配的內(nèi)存操作中。
引用（寫(xiě)給某些有能力的讀者）
這一節(jié)的內(nèi)容不是我的這篇文章的中心，只是供某些有能力的讀者參考。
有些讀者經(jīng)常問(wèn)我關(guān)于引用和指針的問(wèn)題，這里我簡(jiǎn)要地
討論一下。
在前面指針的學(xué)習(xí)中，我們知道（＆）是讀作“什么的地址”，但在下面的程序中，它是讀作“什么的引用”
int& Number = myOtherNumber;
Number = 25;
引用有點(diǎn)像是一個(gè)指向myOtherNumber的指針，不同的是它是自動(dòng)刪除的。所以他比指針在某些場(chǎng)合更有用。與上面等價(jià)的代碼是：
int* pNumber = &myOtherNumber;
*pNumber = 25;
指針與引用另一個(gè)不同是你不能修改你已經(jīng)定義好的引用，也就是說(shuō)你不能改變它在聲明時(shí)所指的內(nèi)容。舉個(gè)例子：
int myFirstNumber = 25;
int mySecondNumber = 20;
int &myReference = myFirstNumber;
myReference = mySecondNumber;//這一步能使myReference 改變嗎？
cout<<myFristNumber<<endl;//結(jié)果是20還是25？
當(dāng)在類(lèi)中操作時(shí)，引用的值必須在構(gòu)造函數(shù)中設(shè)定，例：
CMyClass::CMyClass(int &variable) : m_MyReferenceInCMyClass(variable)
{
// constructor code here
}
總結(jié)
這篇文章開(kāi)始可能會(huì)較難掌握，所以最好是多讀幾遍。有些讀者暫時(shí)還不能理解，在這兒我再做一個(gè)簡(jiǎn)要的總結(jié)：
指針是一個(gè)指向內(nèi)存區(qū)域的變量，定義時(shí)在變量名前加上星號(hào)（*）（如：int *number）。
你可以得到任何一個(gè)變量的地址，只在變量名前加上＆（如：pNumber = &my_number）。
你可以用'new' 關(guān)鍵字動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存。指針的類(lèi)型必須與它所指的變量類(lèi)型一樣（如：int *number 就不能指向 MyClass）。
你可以傳遞一個(gè)指針到函數(shù)。必須用'delete'刪除你動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存。
你可以用&array[0]而讓指針指向一個(gè)數(shù)組。
你必須用delete[]而不是delete來(lái)刪除動(dòng)態(tài)分配的數(shù)組。
文章到這兒就差不多結(jié)束了，但這些并不就是指針?biāo)械臇|西，像指向指針的指針等我還沒(méi)有介紹，因?yàn)檫@些東西對(duì)于一個(gè)初學(xué)指針的人來(lái)說(shuō)還太復(fù)雜了，我不能讓讀者一開(kāi)始就被太復(fù)雜的東西而嚇走了。好了，到這兒吧，試著運(yùn)行我上面寫(xiě)的小程序，也多自己寫(xiě)寫(xiě)程序，你肯定會(huì)進(jìn)步不小的！