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C++中的指针(一) 简单指针

关键词:指针C++  阅读(472) 赞(10)

[摘要]本文是对C++中的指针(一)简单指针的讲解,对学习C++编程技术有所帮助,与大家分享。

复杂总结一下C++中指针的用法,当前再写一篇详细的,关于smart pointer的总结。

指针的定义很复杂。在变量前打个星。例如一个class的名字叫A,那么指针定义为
A  *pa;

有意点点另人混杂的是指针和const的混用。
char chr[] = "abc";
const char *p = chr; //这里p不是常数指针,而是把指针指向的地址定义为了常数。无论chr自身是不是指向常数内存区,但只需用p去操作,那么就不可以经过p去修正其内容。

chr[2] = 'e'; // ok
p[2] = 'd';  // error

p+=1; // ok, 改的是p指向的地址而不是p的内容。

真正的常数指针这么写
char *const cp = s;
这时在常数内存中allocate了一个指针的控件存储cp,cp,也就是这个地址不能改,而其指向的内存的值可以修正。
chr[2] = 'w';  //ok
cp[2] = 'y';  // ok
cp+=1;  // error

char* 可以被转换成const char*,由于操作后没有负面影响。反过去const char* 不能转换成char*,假定可以的话会把本部可写的内存的数据改掉。
// good example
char chr[] = "abc";
char *p = chr;
const char *cp = p;

// bad example
char chr[] = "abc";
const char *p = chr;
char *p = cp;  // error.

这种转换常用在函数调用上,例如strcpy(char* source, char*dest)。这个操作只是想修正source,dest只是用于参考。为了防止函数修正dest可以把函数定义成strcpy(char* source, const char* dest)。

根本定义就这些了。关于指针的cast,C++作得比C更平安。例如有两个完全不相关的class A和B。
   B b;
   A *p1,*p2;

p1 = (A *)(&b); // 这是C式的cast,不论A和B有什么关系,强型转换。结果不可思议。
C++中引入了static_cast操作,在一定水平上维护了操作的平安性,static_cast反省操作数与要操作的类型能否婚配,婚配是有class承袭关系,无论谁承袭谁都可以。假定这个关系不存在,出编译错误。
   p2 = static_cast<A *>(&b);  //error。
但是这个反省是不完全的,
   class C : public A {}
   C* pc = static_cast<A *>(p1); // ok. 由于pc,p2欧承袭关系。

C++引入了RTTI得概念(Run Time Type Info)。经过dynamic_cast操作,可以反省操作数的内容,以确认这个操作能否成功。反省内容的办法就是把相关类型的承袭关系和vtable都查一下。
        p2 = dynamic_cast<A *>(p1);
在VC下运用dynamic_cast别忘了在以后Project-->Setting下选Enable Run Time Type Info。假定忘了选这个,debug方式下编译会不经过,release方式下会编译经过,运转时Crash。

dynamic_cast比拟复杂,另外Visual C++各不同版本的表现不一样,这里详细说一下我学到的和试出来的。普通书上说是三种不同状况,思索到Visual C++版本的效果,我分五个状况讨论。
1。upcast。从派生类向基类的转换,只需基类的承袭关系是独一的,就会成功,假定不独一会有warning:"dynamic_cast used to convert to inaccessible or ambiguous base;"
下上面的例子中
class A{public:    virtual void a(){}};
class B : public A {};
class C : public B {};
class D : public B {};
class E : public C, public D {};

int main()
{
    E e, *pe = &e;
    C *pc = dynamic_cast<C*>(pe);
    B *pb = dynamic_cast<B*>(pe);
    return 0;
}
转换pb一行会有warning,而且失掉NULL指针。
其承袭关系如下
                        A
                     /       \
                  B            B
                   |             |
                  C            D
                     \       /
                         E
E到C成功,E到B失败由于不晓得怎样转换。异常E到A也会失败。留意这里的反省只是指针类型pe的反省,没有查pe指向的object。把pe改成*pe = (E*)(new D());的话pe到pc的cast还会成功,不过pe到pb的cast会呈现crash。这和dynamic_cast的完成有关,这个exception不是bad_cast,所以最好用try{} chatch(...)接着以防不测。

2。关于同类指针的cast应该是直接经过, 不对指针所指的object中止run time check。
int main()
{
    A *p1 = (A*)0x1;
    A *p2 = dynamic_cast<A*>(p1);
    return 0;
}
但是VC6中竟对p1所指的地址中止了反省,这是VC6对ISO C++ standard完成不对的中央,在2003/2005中失掉了修正。

3。downcast
从基类向派生类转换,指针指向的object会被反省,还以方才的构造
    E e;
    A *pa = dynamic_cast<A*>((D*)&e);
    C *pc = dynamic_cast<C*>(pa);
这个pc的cast会成功。

4。crosscast
class A{public:    virtual void a(){}};
class B : public A {};
class C : public A {};
class D{public:       virtual void d(){}};
class E : public B, public C, public D {};

int main()
{
    E e;
    C *pc = dynamic_cast<C*>((D*)&e);
    return 0;
}
这个承袭关系如下
     A
   /  |  \
B   C  D
   \  |  /
     E
从D到C的cast叫cross cast,这时查指针指的object的内容。这个详细例子中pc的cast 成功,由于的确有承袭关系。
一个不了解的效果是上面的测试:
    C c, *pc = dynamic_cast<C*>((D*)&c);
无论什么道理pc都应该成功,后果在VC6,VC2003中都成功了,在VC2005居然失败,失掉NULL。真实不明白,在MSDN的"Breaking Changes in dynamic_cast"也没有明白表述。只需死记住了。

总之,dynamic_cast假定成功,p2失掉一个合法地址,也就是p1指向的地址。假定失败就不好说了,书上说会失掉NULL,这是理想状况,p1,p2有相近的vtable。假定p1,p2的vtable完全不相关,或许一个class B基本没有vtable,dynamic_cast就会出exception,这不是bad_cast的exception,而是C++ first class exception。所以写他人顺序传来的指针的时区分指望dynamic_cast管理一切,老老实实catch一切exception。
    p2 = NULL;
    try
    {
        p2 = dynamic_cast<A *>(p1);
    }
    catch (...) {}

    if (!p2)
        cout << "Bad cast".


另外两种cast不太常用reinterpret_cast提供很少的维护,简直和C的cast差不多。const_cast失掉最末尾的变量的指针,可以用来改动常量的设置。这不是个好习气,能不必最好不必。

smart pointer C++中一个很有用的概念,它对内存的管理起到了很大的协助。由于内容比拟多,回头我会写一篇详细的总结。



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