尝试理解C++中的*和&符号

Question

我有几个问题，这不是作业，我只是想更好地理解。

如果我有

int * b = &k;

1. 那么k必须是一个整数，而b是指向k在内存中位置的指针，对吗？

2. b的底层“数据类型”是什么？当我输出它时，它返回诸如0x22fe4c之类的东西，我假设这是十六进制表示内存位置2293324，对吗？

3. 内存位置'2293324'确切地在哪里？“堆”中？我怎样才能输出例如内存位置0，1，2等处的值？

4. 如果我输出*b，这与直接输出k相同，因为*以某种方式意味着由b指向的值。但这似乎与b的声明不同，其声明为int * b = k，因此如果*的含义是“值”，那么这不意味着“声明b为值k”吗？我知道它不是，但我仍然想准确理解这种语言。

5. 如果我输出&b，这实际上返回指针本身的地址，与k无关，对吗？

6. 我还可以这样做：int & a = k;，这似乎与int a = k;相同。通常不需要以这种方式使用&吗？

- Sean Hill

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@intboolstring 这不是重复问题，因为那个链接中并未解答我的一些问题。 - Sean Hill

好的，你应该把那些没有被提及的放在那里。 - intboolstring

根据那个链接中的评论，一些信息是不准确的。我不想学习可能是错误的东西。 - Sean Hill

@SeanHill:“那个链接中没有回答我的一些问题。” 那么你应该提出一个具体的问题，而不是随意列出一堆东西。 - Nicol Bolas

Answer 1

1- 是的。

2- 没有“底层数据类型”。它是指向int的指针。这是它的本质。对于c/c++来说，它就像“int”或“char”一样是数据类型。

3- 你甚至不应该尝试输出未被你分配的内存的值。那是一个段错误。你可以尝试通过执行b--（这使得“b”指向其实际位置之前的“int”。至少，在你的程序认为它是一个int的位置上）来尝试。

4- *与指针是一个运算符。对于任何数据类型，它都是另一种数据类型。就像=符号一样。当你放置==时，它有一种意义，当你放置=时，它有另一种意义。符号不一定与它的含义相一致。

5- &b是b的地址。它与b指向k有关。例如，如果你执行(**(&b))，你正在使指向b的地址所指向的值。也就是k。当然，如果你没有更改它。

6- int & a = k表示将a的地址设置为k的地址。对于所有目的，a将是k。如果你执行a=1，k将变成1。它们都是指向同一物体的引用。

当然，欢迎纠正。这是我理解的方式。

- Desaroll

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((&b))和*b是一样的吗？在这种情况下，我该如何解释？ - Sean Hill

是的，它们是相同的。** 意味着两个 * 运算符。也就是说，它们需要在后面加上一个“指向指针”的符号才能工作。并且它们返回所指向的值所指向的值。有点混乱，但你可以理解为 *(*(&b))。 - Desaroll

它能无限深入吗？*******&b？ - Sean Hill

试一下，看看如果你这样做会发生什么。 - Peter

@SeanHill 如果你的意思是 int****** b;，那就取决于编译器了，但请参考 http://c2.com/cgi/wiki?ThreeStarProgrammer。另外，你刚才写的会导致错误，因为 **&b 是 k 的值，所以再加一个 * 将尝试对 k（一个 int）进行解引用。即使它以某种方式成功了，它也会崩溃你的程序，因为你尝试访问可能受保护的内存位置。 - David Szalai

@M.M - 已删除先前的评论。稍后也会删除此评论。 - rcgldr

Answer 2

回答您的问题：

1. 是的，b 是指向 k 的指针：它包含了堆中 k 的地址，但不包含 k 的值本身。

2. b 的“数据类型”是 int：基本上，这告诉我们 b 指向的地址是一个 int 的地址，但这与 b 本身无关： b 只是一个变量的地址。

3. 不要尝试手动分配内存给特定的地址：内存是根据对象初始化后的大小分配的，因此内存地址会留出空间，以便在内存中为对象分配相邻的位置，因此手动更改这个地址是一个坏主意。

4. * 在这种情况下是对 b 进行解引用。正如我所说，b 是一个内存地址，但 *b 是在 b 地址处的内容。在这种情况下，它是 k，因此操纵 *b 就像操纵 k 一样。

5. 正确，&b 是指针的地址，它与 k 和 b 本身不同。

6. 使用 int & a = k 创建了对 k 的引用，可以像使用 k 一样使用它。虽然这种情况很简单，但是引用非常适合需要修改函数外部变量值的函数。

例如：

void addThree(int& a) {
   a += 3;
}

int main() {
    int a = 3; //'a' has a value of 3
    addThree(a); //adds three to 'a'
    a += 2; //'a' now has a value of 8

    return 0;
}

在上面的例子中，addThree 接受了一个对 a 的引用，这意味着函数直接操作了 main() 中的 int a 值。

这也可以使用指针来实现：

void addThree(int* a) { //Takes a pointer to an integer
   *a += 3; //Adds 3 to the int found at the pointer's address
}

int main() {
    int a = 3; //'a' has a value of 3
    addThree(&a); //Passes the address of 'a' to the addThree function
    a += 2; //'a' now has a value of 8

    return 0;
}

但是不能使用复制构造函数的参数：

void addThree(int a) {
   a += 3; //A new variable 'a' now a has value of 6.
}

int main() {
    int a = 3; //'a' has a value of 3
    addThree(a); //'a' still has a value of 3: The function won't change it
    a += 2; //a now has a value of 5

    return 0;
}

- Bryn McKerracher

Answer 3

3- 如果k是一个局部变量，它存在于堆栈中。如果k是一个静态变量，它存在于程序的数据段中。对于任何变量，包括b，都适用相同的规则。如果使用new、malloc()、calloc()等函数，则指针将指向堆上的某个位置。如果使用alloca()（或_alloca()），则指针将指向堆栈（alloca()类似于使用局部变量长度数组）。

涉及数组的示例:

int array_of_5_integers[5];
int *ptr_to_int;
int (*ptr_to_array_of_5_integers)[5];

    ptr_to_int = array_of_5_integers;
    ptr_to_array_of_5_integers = &array_of_5_integers;

- rcgldr

Answer 4

彼此之间有赞美。 * 要么声明指针，要么对其进行解引用。 & 要么声明（左值）引用，要么获取对象或内置类型的地址。 因此，在许多情况下，它们一起工作。 要使对象的指针，您需要其地址。 要将指针用作值，必须对其进行解引用。

- Paul Evans