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C++指针的使用（非常详细，新手必看）

指针作为 C++ 世界中一种特殊的数据访问方式，它的灵活的使用方式使它在 C++ 世界中显得威力无比。然而，正是因为它的灵活，也让它成为 C++ 初学者最难掌握的技能。

C++指针的运算

从本质上讲，指针是一种特殊的数据类型，它表示的是内存地址。与我们常见的数值和字符数据不同，指针指向内存中的具体位置。

既然是数据，指针也可以参与运算，包括算术运算、关系运算和赋值运算。在这些运算中，指针的算术加减运算是最常用的，它们允许我们改变指针所指向的内存位置。

当我们说一个指针指向某个内存位置时，意味着它存储了那个内存位置的地址。通过指针的加减运算，我们可以访问指针起始位置附近的内存。这种偏移使我们能够灵活地访问连续内存区域的数据。

例如，在数组的应用中，数组名代表数组在内存中的首地址。通过将数组的首地址赋给指针，然后对指针进行加减运算，就可以遍历数组中的所有元素。例如： 
int nArray[3] = { 1, 2, 3 };  // 定义一个数组
int* pIndex = nArray;        // 将数组的起始地址赋给指针 pIndex

cout << "指针指向的地址是：" << pIndex << endl;    // 输出指针指向的地址
cout << "指针所指向的数据的值是：" << *pIndex << endl;  // 输出这个位置上的数据

pIndex++;  // 对指针进行加运算，使其指向数组中的下一个值

cout << "指针指向的地址是：" << pIndex << endl;    // 输出指针指向的地址
cout << "指针所指向的数据的值是：" << *pIndex << endl;  // 输出数据
这段程序执行后，可以得到这样的输出：

指针指向的地址是：0016FA38
指针所指向的数据的值是：1
指针指向的地址是：0016FA3C
指针所指向的数据的值是：2

从输出结果中可以看到，pIndex 指针初始指向的地址是 0016FA38，也就是 nArray 这个数组的首地址。换句话说，pIndex 指向的是数组中的第一个数据，所以 *pIndex 输出的值是 1。

而在对指针进行加 1 运算后，指针指向的地址变为 0016FA3C，也就是向地址增大的方向偏移了 4 字节，指向了数组中的第二个数据，*pIndex 输出的值自然也就变成了2。

这里读者可能会感到奇怪，既然对指针进行的是加 1 运算，为什么指针指向的地址却增加了 4 个字节？

这是因为指针的加减运算与它所指向的数据类型密切相关。指针加 1 或者减 1，会使指针指向的地址增加或者减少一个对应的数据类型的字节数。

例如，上述代码中的 pIndex 指针指向的是 int 类型的数据，所以它的加 1 运算使地址增加了 4 字节，也就是一个 int 类型数据占用的字节数。

同理，对于指向 char 类型数据的 char* 类型指针，加 1 会使指针偏移 1 字节；而对于指向 double 类型数据的 double* 类型指针，加 2 会使指针偏移 16（8×2）字节。

指针偏移示意图如下图所示。

图 1 指针运算引起的指针偏移

除指针的加减运算外，常用的还有指针的关系运算。

指针的关系运算通常用“==”或“!=”来判断两个相同类型的指针是否相等，也就是判断它们是否指向同一地址上的数据。

这类运算常用在条件判断或循环结构中，以下是一个示例： 
int nArray[3] = { 1, 2, 3 };  // 定义一个数组
int* pIndex = nArray;        // 将数组的起始地址赋给指针 pIndex
int* pEnd = nArray + 3;     // 计算数组的结束地址并赋给 pEnd
while (pIndex != pEnd)     // 在 while 的条件语句中判断两个指针是否相等
{                         // 也就是判断当前指针是否已经偏移到结束地址
    cout << *pIndex << endl;  // 输出当前指针指向的数据
    ++pIndex;               // 对指针进行加1运算
                            // 使其偏移到下一个内存位置，指向数组中的下一个数据
}
在以上这段代码中，我们使用表示数组当前位置的指针 pIndex 与表示结束位置的指针 pEnd 进行相等与否的比较：
此外，指针变量常和 nullptr 关键字进行相等比较，以判断指针是否已经被初识化并指向有效的内存位置，即判断指针是否有效。

虽然我们提倡在定义指针的同时进行初始化，但有时在定义指针时，可能没有合适的初始值可以给它赋值。如果让指针保持最开始的随机值，又会产生不可预见的结果。在这种情况下，指针可以被初始化为 nullptr，表示该指针尚未被初始化，处于不可用的状态。稍后，当有合适的值时，再将真正有意义的值赋给指针，这时指针的值将不再是 nullptr，意味着该指针处于可用状态。

因此，将指针与 nullptr 进行相等比较，是判断该指针是否可用的常用手段。以下是一个典型的示例：
int* pInt;  // 定义一个指针，这时的指针是一个随机值，指向随机的一个内存地址
// 将指针赋值为 nullptr，表示指针还没有合适的值，处于不可用的状态
pInt = nullptr;

// ...

int nArray[10] = {0};
pInt = nArray;  // 将数组首地址赋值给指针
if (nullptr != pInt)  // 判断指针是否已经完成初始化，处于可用状态
{
    // 指针可用，开始使用指针访问它指向的数据
}
因为通过指针可以直接访问它所指向的内存，所以对尚未初始化的指针的访问可能带来非常严重的后果。将指针与 nullptr 进行相等比较，可以有效地避免指针的非法访问。虽然在业务逻辑上这不是必需的，但这样做可以使程序更加健壮。这是一条非常好的编程经验。

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