C++ 指针

指针保存对象的地址，通过解引用读写所指内存。C++ 仍保留指针，但日常代码更常组合使用引用、std::vector 与智能指针，以减少裸指针带来的空指针与悬垂风险。本节说明何时仍需要指针、nullptr 与 const 限定，并衔接引用与智能指针；已学过C 语言指针的读者可重点看 C++ 差异列。

指针、引用与容器：怎么选

取地址与解引用

普通变量保存值；指针保存地址。对指针解引用（*）按该地址访问对象；声明里的 * 表示类型为指针，与表达式中的解引用含义不同。

基本规则

• & 取地址：&value 得到 value 的地址，类型为 int*，可赋给同类型指针。
• * 解引用：在表达式中对指针使用 *ptr 访问所指对象；声明中的 * 表示该标识符是指针类型，含义不同。
• 初始化：指针声明后应绑定有效地址或 nullptr；未初始化的指针解引用属于未定义行为。

声明与基本操作

#include <iostream>

int main() {
    int value = 42;
    int* ptr = &value;
    std::cout << "解引用: " << *ptr << "\n";
    *ptr = 100;
    std::cout << "修改后 value: " << value << "\n";
    return 0;
}

典型输出：

解引用: 42
修改后 value: 100

写法 int* ptr 与 int *ptr 等价，* 属于声明符的一部分；习惯上常将 * 靠近类型或靠近名字，但同一声明中只应对指针标识符使用一个 *。

通过指针修改所指对象

int a = 1;
int* p = &a;
a += 1;
*p += 1;
std::cout << a << "\n";   // 3

*p 与直接写 a 修改同一对象。向函数传递指针形参以便修改调用方变量时，需保证指针有效且类型匹配，参见函数与引用形参的对比。

空指针 nullptr

int* p = nullptr;
if (p != nullptr) {
    std::cout << *p;
}

C++11 起推荐使用关键字 nullptr，类型为 std::nullptr_t，可隐式转换为任意指针类型，比宏 NULL 更安全。解引用空指针属于未定义行为；使用前须判空。

指针与数组

数组名在多数表达式中会转换为指向首元素的指针；下标访问与指针算术对应：

int a[] = {1, 2, 3};
int* p = a;           // 等价于 &a[0]
std::cout << *(p + 1) << "\n";   // 2
std::cout << p[2] << "\n";       // 3

p + 1 指向下一个 int，步长为 sizeof(int)。越界指针算术与解引用同样危险。容器场景优先使用 std::vector 与范围 for，见vector。

const 与指针

下列两种写法含义不同，宜对照记忆：

只读字符串字面量常用 const char*；C++ 中更推荐使用 std::string，见std::string。

指针的大小

#include <iostream>

int main() {
    int* pi = nullptr;
    double* pd = nullptr;
    std::cout << sizeof(pi) << " " << sizeof(pd) << "\n";
    return 0;
}

同一平台上各类指针所占字节数通常相同，因其保存的都是地址宽度，与所指类型无关。

几类需区分的指针

• 空指针：不指向有效对象；使用前应判 nullptr。
• 未初始化指针：指向不确定地址，解引用未定义；应赋有效地址或 nullptr。
• 悬垂指针：所指对象已销毁仍继续使用；delete 后宜将指针置空，并优先用智能指针管理生命周期。
• 函数指针：保存函数地址，用于回调或算法；与成员函数指针不同，属进阶主题。

指针与引用的关系

指针可重新绑定、可为空；引用是别名且必须绑定对象。许多 API 用 const T& 传参，需要可选或重绑定时才用指针。二者可配合：int& r = *p; 在 p 非空时成立。

本节说明了指针存地址、& 取址、* 解引用及 const 限定。下一节介绍引用：别名语义与函数参数传递。