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解锁C++:指针与数组、字符串的深度探秘

目录

一、指针与数组:亲密无间的伙伴

1.1 指针是数组的 “快捷通道”

1.2 数组名与指针:微妙的差别

1.3 动态数组:指针大显身手

二、指针与字符串:千丝万缕的联系

2.1 字符指针与 C 风格字符串

2.2 指针与 std::string 类

2.3 字符串常量与指针

三、指针在数组和字符串操作中的实际应用

3.1 字符串操作函数中的指针运用

3.2 数组排序:指针优化效率

3.3 复杂数据结构构建:指针串联数组与字符串

四、总结与展望


一、指针与数组:亲密无间的伙伴

        在 C++ 的编程世界里,指针与数组就像一对亲密无间的伙伴,它们之间的关系既紧密又微妙。理解它们之间的关系,是掌握 C++ 编程的关键。

1.1 指针是数组的 “快捷通道”

        在 C++ 中,指针可以被看作是访问数组元素的 “快捷通道”。从内存层面来看,数组在内存中是连续存储的,数组名实际上就是数组首元素的地址。这就意味着,我们可以通过指针来直接访问数组元素,而不需要通过数组下标来进行间接访问。这种方式不仅提高了访问效率,还为我们提供了更加灵活的操作方式。

        例如,我们有一个整型数组arr,可以定义一个指针p指向数组的首元素:

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

int *p = arr;

        通过指针p,我们可以使用*p来访问数组的第一个元素,使用*(p + 1)来访问数组的第二个元素,以此类推。这种方式与使用数组下标arr[0]、arr[1]等效果是一样的,但在某些情况下,指针操作更加高效。比如,在遍历数组时,使用指针可以避免每次都进行数组下标的计算,从而提高程序的执行速度:

for (int i = 0; i < 5; i++) {

cout << *p << " ";

p++;

}

1.2 数组名与指针:微妙的差别

        虽然数组名和指针在很多情况下表现得极为相似,但它们之间还是存在一些微妙的差别。数组名本质上是一个常量指针,它指向数组的首元素,并且这个指针的值是固定不变的。这意味着我们不能对数组名进行赋值操作,也不能对其进行自增、自减等改变其值的操作。

例如,下面的代码是错误的:

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

arr++; // 错误,数组名是常量,不能自增

int *p = arr;

p++; // 正确,指针是变量,可以自增

        另外,当我们使用sizeof运算符时,对数组名和指针的计算结果也不同。对数组名使用sizeof,得到的是整个数组占用的内存大小;而对指针使用sizeof,得到的是指针本身的大小(通常在 32 位系统上是 4 个字节,在 64 位系统上是 8 个字节)。

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

int *p = arr;

cout << sizeof(arr) << endl; // 输出数组占用的内存大小,例如20(假设int占4个字节)

cout << sizeof(p) << endl; // 输出指针的大小,例如4或8

1.3 动态数组:指针大显身手

        在 C++ 编程中,我们常常需要根据实际需求动态地分配和释放内存,这时候指针就大显身手了。通过使用new和delete运算符,我们可以利用指针来创建和销毁动态数组。

        例如,下面的代码展示了如何使用指针动态分配一个包含 10 个整数的数组:

int *dynamicArray = new int[10];

        这里,new int[10]在堆内存中分配了一块连续的空间,用于存储 10 个整数,并返回指向这块空间首地址的指针,将其赋值给dynamicArray。在使用完动态数组后,我们必须使用delete[]来释放分配的内存,以避免内存泄漏:

delete[] dynamicArray;

        内存管理是 C++ 编程中的一个重要环节,如果我们忘记释放动态分配的内存,就会导致内存泄漏,这可能会使程序的性能逐渐下降,甚至导致程序崩溃。因此,在使用动态数组时,一定要养成及时释放内存的好习惯。

二、指针与字符串:千丝万缕的联系

        在 C++ 编程中,指针与字符串之间也有着千丝万缕的联系。无论是 C 风格的字符串,还是 C++ 标准库中的std::string类,指针都在其中扮演着重要的角色。


http://www.kler.cn/a/587323.html

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