c/c++ 複習基礎要點01-const指標、指標函數 函數指標、new/delete與malloc/free區別與聯

1.      引用本身是有指標實現的：引用為唯讀指標

例子：

     int d=123;

     int& e=d;    //引用

     int * const e=d; //唯讀指標，e指向d，不可修改e指向別的變數

 

2.      const修飾指標問題

2.1.指向const對象的指標：

      const double *cptr;

         const 所限定的是指標所指的對象，而非限定指標為const

      例子：

           const double ip=3.14;   //ip為const型

           const double *cptr=&ip; 

           //cptr不是const型 ，ip不能賦值為一個非const的指標

       注意：不能用void*指標儲存const對象的地址，而必須使用const void*類型的指標儲存const對象的地址。

             可以把非const對象的地址賦值給指向const對象的指標（const void *），則不可修改用指向const對象的指標來修改非const變數。

執行個體：

#include<iostream>

 

int  main()

{

      const int a=12;

      int * ptr=&a;   //error

      const int * cptr=&a;  //ok

      int b=20;

      ptr=&b;

      cptr=&b;

      cout<<b<<endl;

      cptr=15;     //error

      ptr=15;      //ok

      cout<<b<<endl;

      return 0; 

}

2.2.const指標（唯讀指標）

int a=0;

int *constptr=&a;

const指標存放的地址不能修改，初始化後，指標a不能指向其他的對象。

指標a指向一個普通的非constint型對象a，則可使用指標b修改該對象的值。

2.3.指向const對象的const指標

const doubleip=3.14;

const double *const pi=&ip;

     指標所指的對象不可改變，對象的值也不可改變

3.      null 指標

void * 指標

void*類型可以儲存任意類型對象的地址

void*支援的操作：

     與另一個指標進行比較；

     向函數傳遞void*指標或者從函數返回void*指標；

     給另一個void*指標賦值

 不能使用void*指標操作它所指向的對象。

 

4.      指標函數、函數指標

4.1.指標函數（為函數）：

       如果一個函數的返回值是指標類型，則稱為指標函數。

       資料類型  *函數名（形參類表）

        {

              函數體

        }

       用指標作為函數的返回值的好處是：可以從被調函數向朱調函數返回大量資料。

       不要把指標函數內部的局部變數賦值為指標返回：

       例如：

 

#include<iostream>

usingspacename  std;

 

int *fun();

 

void  main()

{

   int *pfr;

   pfr=fun();

  cout<<"*pfr="<<*pfr<<endl;

}

 

int  *fun()

{

   int va;

   int *ptr=&va;

   *ptr=5;

  cout<<"ptr="<<*ptr<<endl;

   return ptr;         //error   因為函數內的局部變數在函數結束時就登出了，指標ptr將變成懸垂指標。

}

 

 

應該：

 

#include<iostream>

 

using  spacename std;

 

int *fun();

void main()

{

  int *pfr;

  pfr=fun();

 cout<<"*pfr="<<*pfr<<endl;

}

 

int  *fun()

{

  int *pfr=new int;

  *pfr=5;

  cout<<"*pfr="<<*pfr<<endl;

  return ptr;

}

 

4.2.函數指標：

指標不僅可以指向變數，還可以指向函數，指向函數的指標稱為函數指標。

資料結構  （*指標名）（形參類表）；

資料類型代表指標所指向函數的返回類，形參列表是指標所指向函數的形參列表。

      列如：

         int (*fptr)(int,int);

       定義函數指標後，就可以為它賦值，使它指向某個特定的函數：

       函數指標名=函數名；

例子：

 

#include<iostream>

using spacename std;

 

float areaofRectangle(float width,floatheight);

float areaofTriangle(float heml,floatheight);

 

void main()

{

 float (*fptr)(float,float);

 float area,worh,height;

 cout<<"請輸入矩形的高和寬：";

 cin>>worh>>height;

 fptr=areaofRectangle;

 area=fptr(worh,height);

 cout<<"舉行面積為："<<area<<endl;

 cout<<"請輸入三角形的底和高：";

 cin>>worh>>height;

 fptr=areaofTriangle;

 area=fptr(wroh,height);

 cout<<"三角形面積為："<<area<<endl;

}

 

float areaofRectangle(float width,floatheight)

{

 return width*height;

}

 

float areaofTriangle(float heml,float height)

{

 return (heml*height)/2;

}

 

 

 

5.      new delete 與 malloc free 的區別於聯絡

相同點：都是用於申請動態記憶體和釋放記憶體

不同點：

（1）      操作對象有所不同。

malloc與free是c語言的標準庫函數，new/delete是c++的運算子。對於非內部資料類型的對象而言，光用malloc/free無法滿足動態對象的要求。對象在建立的同時要自動執行建構函式，對象消亡之前要自動執行解構函式。由於malloc/free是庫函數而不是運算子，不在編譯器控制許可權之內，不能夠把執行建構函式和解構函式任務強加malloc/free。

（2）      用法上也有所不同。

函數malloc的原型如下：

void * malloc(size_t  size);

用malloc申請一塊長度為length的整數類型的記憶體，如下：

int * p=(int)malloc(sizeof(int)*length);

我們應該把注意力集中在兩個要素上：

1.      malloc返回值的類型是void*，所以在調用malloc時要顯示地進行類型的轉換，將void* 轉換成所需要的指標類型。

2.      malloc函數本身並不識別要申請的記憶體是什麼類型，它只關心記憶體的總的位元組數。

         函數free的原型如下：

          void free(void * memblock);

           為什麼free函數不像malloc函數那樣複雜呢？這是因為指標p的類型以及它所指的記憶體的容量事先都是知道，語句free(p)能正確地釋放記憶體。如果p是NULL指標，那麼free對p無論做多少次操作都不會出問題。如果p不是NULL指標，那麼free對p連續操作兩次就會導致程式運行錯誤。

           new/delete的使用要點：

           運算子new使用起來要比函數malloc簡單多了，例如：

           int *p1=(int)malloc(sizeof(int)*length);

           int *p2=new int[length];

           這是因為new內建了sizeof、類型轉換盒型別安全檢查功能。對於非內部資料類型的對象而言，new在建立動態對象的同時完成了初始化工作。如果對象有多個建構函式，那麼new的語句也可以有多種形式。

          

    如果用new建立對象數組，那麼只能使用對象的無參建構函式。

    Obj *objects = newObj[100];   //建立100個動態對象

    不能寫成

     Obj * objects = newObj[100](1);  //建立100個動態對象的同時賦值初值1

    在用delete釋放對象數組時，留言不要丟了符號[]。

    delete []objects;   //正確的用法

    delete objects;    //錯誤的用法

    後者相當於delete objects[0]，漏掉了另外99個對象。（objects是數組首地址）

    

再談二者區別：

1.       new自動計算需要分配的空間，而malloc需要手工計算位元組數。

2.       new是型別安全的，而malloc不是，比如：

int * p = newfloat[2];   //編譯時間指出錯誤

int * p =malloc(2*sizeof(float));  //編譯時間無法指出錯誤

3.       new運算子由兩步構成，分別是new 和 調用對象的建構函式

new對應malloc，new調用時將調用要分配的類型的對象的建構函式，而malloc不能。

在delete時，delete調用了釋放記憶體的對象的解構函式，而free不能。

所以我們不要用malloc/free來完成動態對象的記憶體管理，應該使用new/delete。由於內部資料類型的“對象”沒有構造與析構過程，對它們而言malloc/free和new/delete是等價的。

      二者的聯絡：

             既然new/delete的功能完全覆蓋了malloc/free，為什麼c++還要保留malloc/free呢？因為c++程式經常要調用c函數，erc程式只能使用malloc/free管理動態記憶體。如果使用free釋放new建立的動態對象，那麼該對象因無法執行解構函式而可能導致程式出錯。如果用delete釋放malloc申請的動態記憶體，理論上程式不會出錯，但該程式的可讀性很差。

             所以new/delete、malloc/free必須配對使用。