C++小结--指针

1 指针

在C++中的指针用法和C语言中是一样的，我们要时刻理解并认识到，指针也是一种变量，它和普通变量是一样的，都是用来存放数据的。只不过指针变量存放的数据比较特殊，是内存地址。并且要注意：一般情况下，如果不考虑指针强制类型转换的话，我们要求某个类型的地址必须放到对应类型的指针变量中。

1.1 指针的定义和初始化

不管是在C语言还是C++语言中，指针在定义时都需要为其实例化，防止野指针的出现。我们定义一个指针的目的是为了用该指针指向特定的内存地址，所以在定义时，就需要为该指针分配好或者说是指定好特定的内存地址，如果没有指向，可以指到NULL。注意：在使用该指针前，一定要心里有数该指针指向了哪里，如果随意使用指针，有可能造成未知的系统错误，并且这些错误一般还不好发现。所以，养成良好的编程习惯非常重要。

1.2 在一个函数体中为什么需要使用指针

首先，在C语言中，我们使用malloc和free来分配和释放内存，在C++中，我们使用new和delete来分配和释放内存，同时malloc和free也是可以使用的。

为了尽可能少的使用栈区空间，我们通常定义一个指针变量，然后再为它分配内存空间，最后再使用它。举个例子：

int fun（）
{
    int temp[100] = {0};
    int *p1 = NULL;
    int *p2 = new int[100];
    p1 = (int *)malloc(sizeof(int)*100);

    free(p1);
    delete [] p2;
    return 0;
}

在上述例子中，三个变量temp p1 p2都是指向一个数组的首地址，不同的是，p1和p2占用的是堆内存，temp占用的是栈内存。当fun函数执行完毕后，temp占用的内存空间就会自动释放，而我们调用了delete和free也会同样释放p1和p2的内存空间。注意：在函数中为指针变量分配内存空间时，用完一定要记得释放，否则多次调用就会造成内存泄漏。

1.3 C++中指针的一般用法

我们直接通过一个实例来分析一下指针的具体用法。

#include <iostream>  //输入输出流控制头文件
using namespace std; // 命名空间


int main()
{
    int *p1 = new int; //申请内存 
    char *p2 = new char; 
    float *p3 = new float(12.34);
    char *p4 = new char[100]; //申请数组 
    int *p5 = NULL;
    char *p6 = NULL;

    p6 = (char *)malloc(sizeof(char)*100);
    int a = 100;
    p5 = &a;

    p4 = "hello world";
    p6 = "你好，世界！";

    *p1 = 124; //赋值

    cout << *p1 << endl; //读
    cout << *p3 << endl; //读 
    cout << p4 << endl; 
    cout << p6 << endl;
    cout << *p5 << endl;

    delete p1, p2, p3;  //释放
    delete [] p4;
    free(p5);
    free(p6);

    system("pause");
    return 0;
}

1.4 malloc和new的区别

我们前面说过malloc是c语言中用于动态分配内存，new是C++中用于动态分配内存。
在使用上，malloc 和 new 至少有两个不同: new 返回指定类型的指针，并且可以自动计算所需要大小。比如：

int *p;
p = new int; //返回类型为int *类型(整数型指针)，分配大小为sizeof(int);

或：

int *parr;
parr = new int[100]; //返回类型为int *类型(整数型指针)，分配大小为sizeof(int) * 100;

而 malloc 则必须要由我们计算字节数，并且在返回后强行转换为实际类型的指针。

int *p;
p = (int*)malloc(sizeof(int) * 128);
//分配128个（可根据实际需要替换该数值）整型存储单元，
//并将这128个连续的整型存储单元的首地址存储到指针变量p中

double *pd = (double*)malloc(sizeof(double) * 12);
//分配12个double型存储单元，
//并将首地址存储到指针变量pd中

第一、malloc 函数返回的是 void * 类型。
对于C++，如果你写成：p = malloc (sizeof(int)); 则程序无法通过编译，报错：“不能将 void* 赋值给 int * 类型变量”。
所以必须通过 (int *) 来将强制转换。而对于C，没有这个要求，但为了使C程序更方便的移植到C++中来，建议养成强制转换的习惯。

第二、函数的实参为 sizeof(int) ，用于指明一个整型数据需要的大小。
在Linux中可以有这样：malloc(0),这是因为Linux中malloc有一个下限值16Bytes，注意malloc(-1)是禁止的；但是在某些系统中是不允许malloc(0)的。
在规范的程序中我们有必要按照这样的格式去使用malloc及free:

type *p;
if(NULL == (p = (type*)malloc(sizeof(type))))
/*请使用if来判断,这是有必要的*/
{
    perror("error...");
    exit(1);
}
.../*其它代码*/
free(p);
p = NULL;/*请加上这句*/

malloc 也可以达到 new [] 的效果，申请出一段连续的内存，方法无非是指定你所需要内存大小。
比如想分配100个int类型的空间：

int *p = (int*)malloc(sizeof(int) * 100);
//分配可以放得下100个整数的内存空间。

另外有一点不能直接看出的区别是，malloc 只管分配内存，并不能对所得的内存进行初始化，所以得到的一片新内存中，其值将是随机的。
除了分配及最后释放的方法不一样以外，通过malloc或new得到指针，在其它操作上保持一致。
对其做一个特例补充

char *ptr;
if((ptr = (char*)malloc(0)) == NULL)
    puts("Gotanullpointer");
else
    puts("Gotavalidpointer");

此时得到的是Got a valid pointer。把0赋给malloc能得到一个合法的指针。