C++的优秀特性4：指针

（转载请注明原创于潘多拉盒子)

其实指针不是C++的特性，而是地地道道的C的特性。有人说C++继承了C的指针，实在是败笔，造成内存泄漏云云，纯粹是不懂。可以这么说，如果没有指针，C++会逊色很多，应用的场景也会大大缩小。

指针是一个变量，这个变量和一个int型的变量没有太大的不同，只是这个变量里存储的是它指向的对象的内存地址。

指针可以指向任何对象，包括内置类型（int、long、double、float等），对象类型，函数入口，甚至另外一个指针或者可以指向任何类型 。

涉及指针的操作符包括：定义指针（*）、解引用（*）、取地址（&）、取成员（->）、偏移解引用（[]），偏移（+、－）、求偏移（－）。

先看看几种指针的例子：

1. 指向int型变量的指针：int* p = new int(0);
2. 指向对象的指针：Widget* p = new Widget();
3. 指向函数的指针：int (*p)(int n) = factorial; 这里p是指向已经定义的函数factorial的函数指针。
4. 指向指针的指针：Widget** pp = &p;
5. 可以指向任何类型的指针：void* any = NULL; 这里的any是指向任何类型变量的指针。比如any = p; 或是any = pp； 甚至any = &pp; 都是合法的。

对于＃1和＃2的情况，大家应该已经比较熟悉，这里就不赘述了。

对于函数指针，在C语言实现动态方法绑定中非常有用。在C++中，更多的是通过接口虚函数覆盖（override）来代替。在某些兼容C程序动态行为绑定的例子中，可以采用函数指针。

比如我们可以根据用户输入的命令，定义对应的处理函数：

typedef bool (*command_process)(int argc, char** argv);

bool start(int argc, char** argv)
{
    // implementations
}

bool stop(int argc, char** argv)
{
    // implementations
}

bool write(int argc, char** argv)
{
    // implementations
}


bool read(int argc, char** argv)
{
    // implementations
}

// assign processors to names
std::map<std::string, command_process> processors;
processors["start"] = start;
processors["stop"] = stop;
processors["write"] = write;
processors["read"] = read;

// use processors to process commands
std::string command = "start";
processors[command](argc, argv);  // 调用名称“start”对应的处理函数，实现动态效果

　　比较有意思的是可以指向任何类型的变量的指针，比如：

// 为了简单，这些变量全部定义在栈上，其实可以是new出来的
int n = 256;
double x = 3.14159265;
Widget w;

// 定义一个任意指针
void* any = NULL;

// 这个指针可以指向int类型的变量
any = &n;

// 也可以指向double型
any = &x;

// 或者是一个对象
any = &w;

// 但是，如果想对该指针解引用，则必须用reinterpret_cast
Widget* pw = reinterpret_cast<Widget>(any);

// 然后就可以调用了，安全性需要程序员自己保证，如果类型不对，程序可能crash。
pw->widgetMethod();

所以，除非非常必要，不要使用任意指针。　　

指针是可以偏移解引用的，即使这个指针不是指向一个数组头部：p[i]等价于*(p+i)。这里的i不必是非负整数，还可以是负整数。比如p[-4]是合法的。

相同类型的指针之差是合法的，比如

int* begin = new int[100]; 
int* end = begin+100; 
int size = end - begin;     // 这是合法的，size ＝ 100，表示begin和end之间的变量的个数