C++中的指针，指针函数和函数指针

指针是C或C++中的一大难题，因此弄懂指针对C和C++的学习有很大的帮助，最近一直在研究指针，因此写一篇随笔把心得记录一下。

简单来说指针也是一种变量，只不过指针变量所存储的不是我们直观上看到的，而是内存中的地址。如：

我声明了一个整型变量a并初始化为5，声明一个整型指针变量b，并且把a的地址赋给它，因此如果我们直接输出b的话就会得到a的地址，而输出*b就会得到a的值。

注意我的声明语句， int *b; int说明这是整数类型的变量，而*表明这是一个指针变量，合起来就是b是一个整型指针变量，变量名是b而不是*b.这一点很重要。

因此指针变量的声明方法为：

type *variableName;

type是数据类型，variableName是变量名。

这是很简单的一个指针变量的例子，复杂一点的话，我们看看另一种类型的指针：指向指针的指针。如：

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int num = 5;
    int *a = &num;
    int **b = &a;
    cout << b << " = " << &a << endl;
    cout << *b << " = " << a << endl;
    cout << **b << " = " << *a << endl;
    return 0;
}

上例中我先生命了一个int并初始化为5，然后声明一个指针变量a并把num的地址赋值给它，然后再声明一个指针变量b并把a的地址赋值给它，分析一下上述程序会输出什么呢？

首先第一行输出，b=a的地址，因为我们赋值的时候就是这么赋值的，这很好理解。

第二行输出num的地址=num的地址，为什么呢？我们看看，a的值是什么？没错，是num的地址，那么*b是什么？当然就是a的地址存储的东西，那是什么呢？不就等于a吗？

第三行输出5=5，首先*b = &num, 那么*(*b)不就是&num中存储的东西吗？那不正是num，所以输出5=5。

还有一个要点就是数组，数组名本身就是一个指针。

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int *b = a;
    cout << a << endl;
    cout << b << endl;
    return 0;
}

运行程序可以看到输出两行一样的地址。

二维数组稍有不同，不同点在于二维数组本身是一个指针数组：

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
    int a[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
    int (*b)[3] = a;
    int *c = a[0];
    cout << a << " " << b << endl;
    cout << *(a + 1)[0] << " " << *(b + 1)[0] << endl;
    cout << *c << endl;
    return 0;
}

b和c的区别在于b是指针数组，包括了(*b)[0]、(*b)[1]、(*b)[2]，而c只是一个指针变量，指向数组a的第一个元素的位置。

如图所示：（多维数组同理）

然后我们再看看什么是指针函数。指针函数的定义和指针变量差不多，如

int func1();      // 声明一个函数，返回值为int类型
int *func2();    // 声明一个函数，返回值为int类型指针，指向一个int的地址

我们可以看一个例子：

#include <iostream>

using namespace std;


// 指针函数
int *square(int &a) {
    int *s = new int;
    *s = a * a;
    return s;
}

int square1(int &a) {
    int s1 = a * a;
    return s1;
}

int main() {
    int num = 5;
    cout << "invoke square:" << endl;
    cout << *square(num) << endl;　　　　// 可以理解为cout << *s << endl;
    cout << endl;
    cout << "invoke square1:" << endl;
    cout << square1(num) << endl;
    cout << endl;
    return 0;
}

 上述程序会输出：

invoke square:
25

invoke square1:
25

可以看出，指针函数的用法和指针变量差不多，只不过多了参数（不一定有参数，但函数名后面的括号一定不能漏）
然后我们再看看函数指针，函数指针也是一个指针变量，与普通的指针变量不同的是它指向的是一个函数的地址，如：

#include <iostream>

using namespace std;


// 指针函数
int *square(int &a) {
    int *s = new int;
    *s = a * a;
    return s;
}

int square1(int &a) {
    int s = a * a;
    return s;
}

int main() {
    int num = 5;
    int *(*pSquare)(int &a);
    int (*pSquare1)(int &a);
    pSquare = square;
    pSquare1 = square1;
    cout << "invoke square:" << endl;
    cout << *(*pSquare)(num) << endl;
    cout << endl;
    cout << "invoke square1:" << endl;
    cout << (*pSquare1)(num) << endl;
    cout << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

对比一下pSquare和pSquare1我们会发现区别，pSquare是一个指向指针的指针，而pSquare1是一个指向函数的指针，所以pSquare与square搭配，pSquare1与square1搭配。