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====== 指针 (Pointers) ======

===== 指针的基本概念 =====

**指针的作用**：可以通过指针间接访问内存。

  *   内存编号是从0开始记录的，一般用十六进制数字表示。
  *   可以利用指针变量保存地址。

===== 指针变量的定义和使用 =====

指针变量定义语法：<code cpp>数据类型 * 变量名;</code>

**示例**：

<code cpp>
int main() {

	// 1、指针的定义
	int a = 10; // 定义整型变量a

	// 指针定义语法： 数据类型 * 变量名 ;
	int * p;

	// 指针变量赋值
	p = &a; // 指针指向变量a的地址
	cout << &a << endl; // 打印数据a的地址
	cout << p << endl;  // 打印指针变量p

	// 2、指针的使用
	// 通过*操作指针变量指向的内存
	cout << "*p = " << *p << endl; // p为地址，*p为地址中的数据

	system("pause");

	return 0;
}
</code>

**指针变量和普通变量的区别**：
  *   普通变量存放的是数据，指针变量存放的是地址。
  *   指针变量可以通过 `*` 操作符，操作指针变量指向的内存空间，这个过程称为**解引用**。

> **总结**：
> *   我们可以通过 `&` 符号 获取变量的地址。
> *   利用指针可以记录地址。
> *   对指针变量解引用，可以操作指针指向的内存。

===== 指针所占内存空间 =====

**提问**：指针也是种数据类型，那么这种数据类型占用多少内存空间？

**示例**：

<code cpp>
int main() {

	int a = 10;

	int * p;
	p = &a; // 指针指向数据a的地址

	cout << *p << endl; // * 解引用
	cout << sizeof(p) << endl;
	cout << sizeof(char *) << endl;
	cout << sizeof(float *) << endl;
	cout << sizeof(double *) << endl;

	system("pause");

	return 0;
}
</code>

> **总结**：所有指针类型在32位操作系统下是4个字节（而在64位操作系统下通常是8个字节）。

===== 空指针和野指针 =====

**空指针**：指针变量指向内存中编号为0的空间。
  *   **用途**：初始化指针变量。
  *   **注意**：空指针指向的内存是不可以访问的。

**示例1：空指针**

<code cpp>
int main() {

	// 指针变量p指向内存地址编号为0的空间
	int * p = NULL;

	// 访问空指针报错
	// 内存编号0 ~255为系统占用内存，不允许用户访问
	cout << *p << endl;

	system("pause");

	return 0;
}
</code>

**野指针**：指针变量指向非法的内存空间。

**示例2：野指针**

<code cpp>
int main() {

	// 指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间
	int * p = (int *)0x1100;

	// 访问野指针报错
	cout << *p << endl;

	system("pause");

	return 0;
}
</code>

> **总结**：空指针和野指针都不是我们申请的空间，因此不要访问。

===== const修饰指针 =====

const修饰指针有三种情况：

  -  const修饰指针 --- **常量指针**
  -  const修饰常量 --- **指针常量**
  -  const即修饰指针，又修饰常量

**示例**：

<code cpp>
int main() {

	int a = 10;
	int b = 10;

	// const修饰的是指针，指针指向可以改，指针指向的值不可以更改
	const int * p1 = &a; 
	p1 = &b; // 正确
	// *p1 = 100;  报错

	// const修饰的是常量，指针指向不可以改，指针指向的值可以更改
	int * const p2 = &a;
	// p2 = &b; // 错误
	*p2 = 100; // 正确

	// const既修饰指针又修饰常量
	const int * const p3 = &a;
	// p3 = &b; // 错误
	// *p3 = 100; // 错误

	system("pause");

	return 0;
}
</code>

> **技巧**：看const右侧紧跟着的是指针还是常量，是指针就是常量指针，是常量就是指针常量。

===== 指针和数组 =====

**作用**：利用指针访问数组中元素。

**示例**：

<code cpp>
int main() {

	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

	int * p = arr;  // 指向数组的指针

	cout << "第一个元素： " << arr[0] << endl;
	cout << "指针访问第一个元素： " << *p << endl;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		// 利用指针遍历数组
		cout << *p << endl;
		p++;
	}

	system("pause");

	return 0;
}
</code>

===== 指针和函数 =====

**作用**：利用指针作函数参数，可以修改实参的值。

**示例**：

<code cpp>
// 值传递
void swap1(int a, int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
// 地址传递
void swap2(int * p1, int *p2)
{
	int temp = *p1;
	*p1 = *p2;
	*p2 = temp;
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;
	swap1(a, b); // 值传递不会改变实参

	swap2(&a, &b); // 地址传递会改变实参

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}
</code>

> **总结**：如果不想修改实参，就用值传递，如果想修改实参，就用地址传递。

===== 指针、数组、函数 =====

**案例描述**：封装一个函数，利用冒泡排序，实现对整型数组的升序排序。

例如数组：`int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };`

**示例**：

<code cpp>
// 冒泡排序函数
void bubbleSort(int * arr, int len)  // int * arr 也可以写为int arr[]
{
	for (int i = 0; i < len - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
}

// 打印数组函数
void printArray(int arr[], int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;
	}
}

int main() {

	int arr[10] = { 4, 3, 6, 9, 1, 2, 10, 8, 7, 5 };
	int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

	bubbleSort(arr, len);

	printArray(arr, len);

	system("pause");

	return 0;
}
</code>
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