C++指针运算与内存地址访问技巧

C++指针运算通过偏移量访问内存，偏移以指针类型大小为单位，如int*加1移动4字节，常用于数组遍历、动态内存和数据结构操作，但需防越界和空指针解引用，结合const可限定指针或指向的值不可变，访问结构体成员用->运算符，推荐使用智能指针管理动态内存以防泄漏。

C++指针运算，简单说就是通过加减偏移量来访问内存中的数据。它直接操作内存地址，既强大又危险，用得好能提高效率，用不好就可能导致程序崩溃。

指针运算与内存地址访问技巧

如何理解C++指针的加减运算？

C++指针的加减运算，实际上是在指针所指向的内存地址上进行偏移。这个偏移量不是简单的字节数，而是指针类型大小的倍数。比如，

int* p

p + 1

p

sizeof(int)

举个例子，假设

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

p + 2

arr[2]

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但是，要注意指针越界问题。如果

p + 5

指针运算在哪些场景下特别有用？

指针运算在处理数组、动态内存分配和数据结构时非常有用。

• 数组遍历： 前面已经提到了，通过指针的加减运算可以快速访问数组中的元素，而无需使用下标。
• 动态内存分配： 使用

  new

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  动态分配的内存，通常需要用指针来管理。指针运算可以帮助我们在分配的内存块中定位不同的数据。
• 数据结构： 比如链表、树等数据结构，它们通常由指针连接各个节点。指针运算可以用来遍历这些结构。

例如，假设我们有一个动态分配的数组：

int* arr = new int[10];
for (int i = 0; i < 10; ++i) {
    *(arr + i) = i * 2; // 使用指针运算赋值
}

这段代码使用指针运算

arr + i

arr[i]

如何避免指针运算中的常见错误？

指针运算最常见的错误就是越界访问和空指针解引用。

• 越界访问： 确保指针始终指向有效的内存区域。在进行指针运算时，要仔细检查偏移量是否超出了数组或内存块的范围。
• 空指针解引用： 在使用指针之前，一定要检查指针是否为空。如果指针为空，解引用会导致程序崩溃。可以使用

  if (p != nullptr)

  登录后复制
  来判断指针是否为空。

另外，要注意指针的类型。不同类型的指针，加减运算的偏移量是不同的。如果类型不匹配，可能会导致访问错误的内存地址。

一个建议是，尽量使用迭代器和智能指针来代替原始指针。迭代器可以提供更安全的数组访问方式，而智能指针可以自动管理内存，避免内存泄漏和悬挂指针。

指针与const关键字结合使用有哪些技巧？

const

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• *指向常量的指针（`const int p`）：** 这种指针指向的是一个常量，不能通过该指针修改所指向的值。但是，指针本身的值可以改变，可以指向其他的内存地址。
• *常量指针（`int const p`）：** 这种指针是一个常量，它的值不能改变，也就是不能指向其他的内存地址。但是，可以通过该指针修改所指向的值。
• *指向常量的常量指针（`const int const p`）：** 这种指针既不能修改指向的值，也不能指向其他的内存地址。

例如：

int a = 10;
const int* p1 = &a; // 指向常量的指针
// *p1 = 20; // 错误，不能通过p1修改a的值
p1 = &a; // 正确，p1可以指向其他的内存地址

int* const p2 = &a; // 常量指针
*p2 = 20; // 正确，可以通过p2修改a的值
// p2 = &a; // 错误，p2不能指向其他的内存地址

使用

const

const

如何使用指针访问结构体和类成员？

使用指针访问结构体和类成员，需要用到箭头运算符

->

假设我们有一个结构体：

struct Person {
    std::string name;
    int age;
};

我们可以创建一个指向

Person

->

Person person;
person.name = "Alice";
person.age = 30;

Person* p = &person;
std::cout << p->name << std::endl; // 输出 "Alice"
std::cout << p->age << std::endl; // 输出 30

p->name

(*p).name

在类中，使用指针访问成员也是类似的。需要注意的是，如果类成员是私有的，那么只能在类的内部通过指针访问。

如何使用指针进行动态内存管理，避免内存泄漏？

动态内存管理是C++中一个重要的概念。使用

new

delete

为了避免内存泄漏，可以使用智能指针。智能指针是一种特殊的指针，它可以自动管理所指向的内存，当智能指针超出作用域时，会自动释放所管理的内存。

C++提供了几种智能指针：

• std::unique_ptr

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  ： 独占式智能指针，一个

  unique_ptr

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  只能指向一个对象，不能被复制或共享。当

  unique_ptr

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  销毁时，会自动释放所管理的内存。

• std::shared_ptr

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  ： 共享式智能指针，多个

  shared_ptr

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  可以指向同一个对象。当最后一个

  shared_ptr

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  销毁时，会自动释放所管理的内存。

• std::weak_ptr

  登录后复制
  ： 弱引用智能指针，可以指向

  shared_ptr

  登录后复制
  所管理的对象，但是不会增加对象的引用计数。

  weak_ptr

  登录后复制
  可以用来解决

  shared_ptr

  登录后复制
  循环引用的问题。

使用智能指针可以大大简化动态内存管理，避免内存泄漏。例如：

std::unique_ptr<int> p(new int(10)); // 使用 unique_ptr 管理动态分配的 int
std::cout << *p << std::endl; // 输出 10
// p 超出作用域时，会自动释放所管理的内存

总而言之，C++ 指针运算是一把双刃剑，需要小心使用。理解指针的本质，掌握指针运算的技巧，才能写出高效、安全的C++代码。

以上就是C++指针运算与内存地址访问技巧的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！