【计算机本科补全计划】C++ Primer：指针和const限定符

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今天下午看了一下午的计算机组成与设计，结果好死不死的看到了设计部分--处理器的设计。天哪，我现在还只是一个准备给人装一台电脑做实验田的家伙，连用都不咋会，你还叫我设计！！！虽然我学过数电模电和电路原理，也学过单片机组成和应用，但是不代表我对这些逻辑元件感兴趣啊！！！所以很果断的，我到了晚饭时节就果断的抛弃了第四章跳到第五章--存储层次和并发设计，这才有了点重新活下去的勇气。然后晚间继续看神书--《C++ Primer 第五版》，这里面的只是真的是看得我如痴如醉，配合不少在计算机组成里面看到的原理知识，每天收获最大的就这会时候了！下面是今天的读书笔记，感觉很多都是各大公司招收IT人才的笔试题的选择题类！！

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1、 承接上一节的引用讲起

• 引用只是一个别名，是没有实际的地址和对象的。它只是绑定一个对象，好比是域名指向IP。然而指针不同。关键在于以下几点：
• 指针本身是一个对象，允许对其复制和拷贝，并且可以直接对指针对象本身进行操作，而不像引用没有对象实体，只能依靠别的对象的苟活。
• 指针不需要在定义的时候赋初值，因为它自己就是一个对象，是要申请存储空间的，完全不需要在一开始的时候确定指向的对象。
• 和其他的内置类型一样，如果在块作用域内定义的指针没有被初始化，那么就会是一个不确定的值。

2、 指针的定义的时候，书上有一种说法，如下：

int vdal;
int *pd=&vdal;   // 正确：初始值是int型变量的地址
int *pd1=vdal;    // 正确： 初始值是指向int对象的指针

对于第三行那个说法我是始终存疑的，因为在我的电脑上跑的时候是没法运行的，直接就报错了，所以大家定义指针的时候，还是直接按照第二行那个定义的方法吧，也许是第三行那种玩法太高端，反正现在我的编译器是跑不出来的~ ~

另外声明指针的时候指针类型和指向的对象的类型要一致，不然很容易出错，比如下面的代码：

double dval;
int *pd=&dval;   // Error：int类型的指针不能指向一个double双精度浮点数的对象！！

不过有时候也是有特例的，后面容我慢慢介绍。

3、 指针的值

四种状态：

• 指向一个对象
• 指向紧邻对象的所占空间的 下一个位置
• 空指针，意味着指针没有指向任何对象
• 无效指针，也就是上述情况外的其他值

试图拷贝或者以其他方式访问无效指针的值都会引发错误。访问的后果无法预计。

4、利用指针访问对象

如果是指向一个变量，那么直接用*p就可以访问，如果指向一个结构体，那么形式有两种：

Struct *Item；
*Item.name="ZZB"；
item->name="ZZB";

上面第二行第三行的含义是一样的。第一行是定义一个结构体，结构体内部有一个变量时name，所以如果要访问name的话。两种方式完全相同。 解引用（*）操作仅仅适用于指向了对象的有效指针。 下面几个很有意思，很容易混淆的定义或者是声明方法。我们一起来探讨一下：

int i=42;  //这就是个定义
int &r=i;   // 这就是个引用
int *p;     // 定义一个指针，你看，不一定要初始化对吧
p=&i;      // 给p这个指针对象复赋值 内容是i的地址
*p=i;       // 这个跟上面是一个意思。就是说i赋给解引用后的p指针，等同于把i的地址给p；
int &r2=*p;    // 这一句才是最骚气的，解读的顺序是：p指针解引用后被r2引用

上面透漏出来了一个计算机领域的常识：读一段代码，从右读到左边，按照优先级自己排列。

5、 空指针

空指针不指向任何对象，以下是生成空指针的几个办法：

int *p1=nullptr;
int *p2=0;
#incluede <cstdlib>  int *p3=NULL;

以上三种空指针的定义方法完全等效，最直接的是第一种。在我们编程的过程中，如果实在不知道指针指向何处，那么上面三种任选其一，欢迎选购！

6、 void * 指针

void* 是一种特殊的指针，可以存放任何类型的地址，也就是说你复制的时候随便放一种都可以，相当于搬运车，来者不拒。但是我们也没法通过这个指针查询到任何它所指向的对象的内容，因为你不确定指向的对象是什么类型，那么也就没法准备相对应的类型的寄存器来存放取出来的对象值。

int p=23;
double q=1.2;
void *a=&p;
a=&q;

上面的所有代码都不会报错，因为void指针就是这么溜，可以接受任何形式的对象传递指针给它，但是也就是因为这么6，所以不管你的对象再简单，void也没法调用，从void指针的角度来说，地址就只是指向了一个内存空间，至于里面是啥，我不管，我只是记着这个地址。

所以如果要强制转换一个对象的类型的话，可以尝试用void * 指向。然后调用的时候强制转换指针类型、不知道行不行，待会测试下下面的代码就好了：

int a=12;
void *p=&a;
cout<<(double)*p<<endl;

7、 那些年定义指针踩的坑：

• 第一种，这两个含义不同吧？？

int* p;
int *p;

其实呢，根本没啥不用，只是让你看着很警惕而已。实际上没有任何的不同，只是第一种写法容易让人误会。

• 第二种，我应该是都定义了两个指针吧？

int *p1,*p2;
int* q1,q2;

然而，现实往往残酷，第一行是定义了两个指针，但是很不幸的第二行是一个指针，一个整形数 ，至于谁是谁，我咋知道，自己猜？！！

8、 指向指针的引用

请客官查看下面代码：

int i = 42 ;  
int *p ;   
int *&r=p;  
r=&i;   
*r=0;

• 从第三行开始说起： 这里就可初现端倪，还记得前面说过的吗？代码从右边开始读，所以应该是定义了一个对指针的引用。此处r只是p这个指针对象的引用，也就是p的别名，int *是一体的。这时候可以用 cout<<*r<<endl;得到42;
• 至于第四行，就是定义了这个引用的值，也就是说此处等同于 p=&i;
• 第五行就不消多说了吧？？等同于对i赋值 *p=0ori=0;

9、 const限定符

• 整的来说，const的意思就是，我定义的这个东西，是雷打不动的，我这个对象，谁都不能动，除了对我进行修改，其他的你随意，但是如果你要通过别的方式妄图修改我，不好意思，你死定了（报错大法好！！）。不过如果里面是个地址，你通过我这个地址找到了另外一个对象，那么随你改，你删了都行，但是不许动这个地址，不然我跟你急！！没错，const的作用就是蛮不讲理的保护定义的这个对象不被修改！！任何威胁到const对象的行为都会被当作错误反馈
• 还有一点，const必须初始化，不然我保护一个对象，对象都没有被初始化，我保护个蛋哟~~所以const是必须被初始化的，不然就报错。见代码举例：

int  i = 42;
const int j=i;
int k=j;   //Right!!
j=100  //Error!!

很明显的，第三行是代表我可以取出const常量的值，但是第四行就好死不死的妄想去修改常量，这是大大的不对的！

10、 默认状态下，const仅仅在文件内有效

如果想要跑到别的文件里面去：

• 一种是重复定义，但是这个实际上相当于在不同的文件中定义了很多歌独立的常量，很容易引发错误。所以这正是我们要避免的，只能用另外的办法。
• 对于const变量，不管是声明还是定义，都加一个extern 就是上次学过的那个。这样就只需要定义一次，然后在别的文件中声明，但是记住，只能一个进行初始化，其他的都只是声明，不然冲突了就爽歪歪了。所以前面说过，为什么extern可以初始化呢？这不是跟定义一样了吗？这就是extern可以初始化的好处了！

11、 对const的引用

• 初始化和对const的引用

int i=42;
const int &r1=i;

允许把一个常量引用绑定在一个非常量上，但是因为引用本身不是一个对象，所以我们没法通过r1引用限制i是非常量这个事实！

const int &r2=42；

可以的，是一个常量引用！此处42是常量，对常量必须要定义引用也是“常量引用”

const int &r3=r1*2 ;

没问题，r1本身也是常量，定义常量引用绑定一个常量这是理所当然的！

int &r4=r1*2;

Error: 不行！！r4这个引用不是常量引用，意味着外界可以改变通过改变r4来改变它绑定的对象，但是你想绑定常量？做梦！报错！！！

• 结论
• 1. 要引用常量，本身必须是常量引用或者是常量指针；
• 1. 常量引用对象不一定要是常量，可以是非常量，见上面第二行

12、 指针和const

指针是对象，引用不是，所以允许定义指针本身是一个常量而不是常量引用。所以 !!常指针必须初始化，必须给出一个地址赋给常指针对象。不变的是指针本身的值，而不是指针所指向的那个值：

int numb=0;
int *const err=&numb;
const double pi=3.14;
const double *const pip=&pi

• 看第二行，从err这个对象的定义出发，从右到左看，首先遇到一个const 那么说明它是个常量，然后是* 说明它是个常量指针，然后遇到了int 也就是说它是一个指向int对象的常量指针，那么它初始化是啥？没错，numb的地址，完美符合！！
• 看第四行，从pip出发从右往左看，const --常量，* -- 指针， double - 指向double类型的常量指针，const 说明指向一个常量。所以通篇读下来，不仅仅pip本身是一个double类型常量指针，所指向的对象也是一个double类型的常量！

那么我们的如下操作都是合法的：

*err=100;
cout<<numb<<endl;  //output：100而不是0；
cout<<*pip<<endl;  //output:3.14
cout<<pi<<endl;  //output:3.14

所以啊，总结下里，const就是一个傲娇属性爆棚的家伙！自己是完全不能改变的，一旦有这个趋势，立马拉整个程序下水，报错！！如果自己指向别人，不管对方是不是常量，但是如果别人指向自己，那么就要求对方一定要是常量！！不过，我怎么这么喜欢这玩意呢？？？

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要睡了，今晚有点浪，明天继续看书，不过晚上想看看《羞羞的铁拳》 不知道是不是跟别人说的那样笑点十足，再改改睡觉！