跟我一起玩Win32開發（1）：關於C++的幾個要點

我不知道各位，一提起C++，第一感覺是什嗎？而據俺的觀察，許多人幾乎成了“談C色變”。不管是C還是C++，一直以來都被很多人視為相當難學的玩意兒，幸好只是一個C++，沒有C--，C**和C//，不然，那還得了？曾記得，某年某月某日，在某論壇上看到有牛人說“C++++”，當時我猜想這是啥玩意兒，後來經過一番順虅摸瓜，深入調查發現，原來有人作了這麼個有趣的等式：C# == C++++。

顯然，這個等式也不太正確，C#不僅繼承了C++一些特性，也繼承了Delphi中的和VB中的一些優點。

好了，這個等式意義不大，咱們不扯它了。前面我寫了許多和移動開發的文章，估計現在移動市場泡沫也差不多膨脹起來了，你說這泡沫，泡到什麼程度呢？據說連壓根連程式都沒寫過的人，也嚷著說：移動開發，我要（幸好不是官人，不然動機不純）。

這很容易讓人聯想到“全民炒股”的創世紀大笑話，中國人貌似很喜歡這樣，一曰跟風，二曰盲從。這二者合并起來，正好為市場本質上的“自發性，盲目性”等特徵作了相當有力的詮釋，難怪羅斯福總統說必要時還得宏觀調控。在1932年如果還不調控的話，估計到了1945年，在太平洋戰場上完蛋的不是零式戰鬥機了，該是地獄貓戰鬥機了，呵呵。

不管是移動互連網，還是雲端運算，各位還是理性地考慮一下吧，認為有需要才進行投資，目前來說，移動市場絕大部分還是在娛樂上，要說真要和商業模式融合，估計現在的手機和平板電腦還達不到這個指標，未來幾年有可能開始和商業平台對接，今年的話，不太可能，如果你計劃把你的商業應用向移動平台擴充（我這裡用擴充，千萬不要轉移，不然會丟失原來的市場），那麼，你現在可能要考慮你現有的應用程式架構到底有多少可以進行擴充了。

這擴充一事說起來容易，做起來可不輕鬆，記得去年我在F公司工作，嘗把ERP的功能，從小的模組開始，向Web/電子商務平台整合，技術上是沒問題的，但商務邏輯上有可能會一敗塗地。所以，有時候，咱們做開發的，學一學市場營銷、財務會計、企業管理、HR，甚至是文學藝術，對我們的成長還是有好處的，你只會寫程式，有時候很容易“當局者迷”，金庸老先生在小說裡常常把這個稱為“走火入X”，不知道歐陽鋒大哥算不算。

 

 

一、指標，真的那麼恐怖嗎

很多人學C語言，就是敗在她的“石榴裙”下的，指標（Pointer），這裡我為什麼要把英文原名寫出來了，我目的想讓你思考一下，我們常叫它指標，但是，這個翻譯到底合不合理？

 在學習C和C++時，很多人會被指標給弄得“六神無主”，雖然大家在許多書上都看到，指標就是用來儲存地址的，是吧。然很多人就是無法理解。我這裡告訴大家一個技巧，凡是遇到抽象的東西，你就不妨嘗試著在客觀存在的事物中去尋找與其相似的東西，例如從我們日常生活中入手。我們要明白一個道理，所有抽象的東西，追根到底，都是從客觀事物中提取出來的，也就是說，任何抽象的東西，都會在客觀世界中找到它的原形。

那麼，在我們的日常生活中，有沒有與C/C++中指標對應的東西呢？有，多得是：

指南針。

手錶。

電流表/電壓表。

汽車上用來顯示剩餘汽油的表。

……

看看，這些物體都有什麼共同特點？是不是都有一根或者多根指標？比如，下面圖片中的山寨手錶。

現在，我要你從山寨手錶中讀出其指示的時間，那麼，你想一想，你會怎麼看出來的

這個應該會看吧，小學生都會用了。我們會先看一下時針所指的方向在哪個時刻範圍內，如10-11之間，所以我們確定了是10點鐘；然後，我們看到分針所指的是第二個刻度，我們讀出2，所以一組合，就是10點2。

是不是這樣讀，沒讀錯吧？

像電流表也是這樣，我們就是通過指標所指的方向找到對應的刻度，就知道當前電流是多少安/毫安，家用的應該是以毫安為單位。

我們知道，程式的運行是存在記憶體中的，因此，我們在代碼中聲明的所有變數都是存放在記憶體中的某塊地區中，所以，在C語言中，指標用來告訴我們，某個變數在記憶體中的首地址在哪。注意，是首地址，因為變數的長度不一定就是一個位元組，有可能N多個位元組，它在記憶體中是排列在一段連續的地區塊中。

比如，某中學的教學樓，每個年級使用一棟樓，初一年級在A棟，初二在B棟，初三在C棟。某學生在校其間，由於多次非禮女同學，老師說要見家長，於是，家長K君來到了某學校，但學校那麼大，怎麼找到K君的兒子所在的教室呢？這時候，保安人員告訴K君，初二年級在B棟，並用手指著東北方向（指標指向的記憶體位址塊的位置）。

於是，K君順著保安人員手指的方向找到了B棟，他知道他兒子在3班，而樓上的教室都是按順序的，1班在第一個教室，2班在第二個教室，以此類推。所以，K君很快就找到他兒子，然後把他教育了兩頓（訪問或處理指標所指向記憶體中的資料），然後，K君很鬱悶地下樓，離開了學校（發生析構，清理記憶體）。

 

因此，我們可以對指標這樣寶義：

通過指標中存放的首地址，應用程式順利地找到某個變數。就好像我最近認識了一位朋友，他叫我有空去他家坐坐，然後，他留下了地址。某個周末我正閑著，忽然想起這位朋友，於是，我就根據他留的地址去找他，結果，當我來到傻B街230號出租房時，裡面走出一個我不認識的人，於是，我問他我這位朋友去哪了，陌生人說，我剛租了這房子，你找的可能是前一位租戶吧。

所以，指標所指向的地址，有可能是變數B，也有可能是變數F，或者變數S，指標是房東，可以把房子租給B，C，或F，它可以動態為變數分配記憶體，也可以把變數銷毀（delete），交不起房租就滾蛋（解構函式）。

從上面的故事中，我們看到指標的兩個用途：索引記憶體和分配記憶體。

看看下面這個例子。

#include <stdio.h>void main(){int* pint = new int(100);printf("  *pint的值：%d\n", *pint);printf("  pint的值：0x %x\n", pint);getchar();}

你猜猜，它運行後會出現什嗎？

我們看到了，pint裡面存的就是整型100的首地址，因為它是int*，是指向int的指標，所以指標知道，找到首地址後，我只關注從首地址開始，連續的4個位元組，後面的我不管了，因為我只知道int有四個位元組。上面的例子，我們看到pint的值就是0x10f1968，這就是整型100在記憶體中的首地址，所以，100所擁有的記憶體塊可能是：

0x10f1968  ,    0x10f1969,     0x10f196A,     0x10f196b

總之是連續的記憶體塊來儲存這4個位元組。

new int(100)，表示指標pint在首地址為0x10f1968的記憶體地區建立了一個4個位元組的地區，裡面儲存的值就是整型100，所以，pint取得的就是100的首地址，而加上*號就不同了，看看上面的例子，*pint的值就是100了。這樣一來，我們又得到一個技巧：

利用指標標識符 * 放在指標變數前即可獲得指標所指地址中儲存的實際值。

我都大家一個很簡單的技巧。看看下面兩行代碼。

int *p = new int(200);

int p = 200;

因為 * 放在類型後或放在變數名前面都是可以的，即int* pint和int *pint是一個道理。這樣一來，我們不妨把int *pint 看作int (*pint)，將整個*pint看作一個整體，這樣看上去是不是和下面的聲明很像？

int a = 30;

所以，int* p = new int(30)中，*p返回的值就是int的本值30，而p則只是返回30的首地址。

 

再看看下面的代碼：

#include <stdio.h>void main(){int* arrint = new int[3];arrint[0] = 20;arrint[1] = 21;arrint[2] = 22;for(int i =0; i < 3; i++){printf("  數組[%d] = %d\n", i, arrint[i]);}delete [] arrint; // 清理記憶體getchar();}

現在你可以猜猜它的運行結果是什麼。

從上面的代碼我們又看到了指標的第三個功能：建立數組。

上例中，我建立了有三個元素的數組。在使用完成後，要使用delete來刪除已指派的記憶體，所以，我們的第一個例子中，其實不完善，我們沒有做記憶體清理。

int* pint = new int(100);

/****/

delete pint;

 

為什麼指標可以建立數組？前面我提到過，指標是指向首地址的，那麼你想想，我們的數組如果在堆上分配了記憶體，它們是不是也按一定次序存放在一塊連續的記憶體位址中，整個數組同樣構成了一段記憶體塊。

 

二、取地址符號&

很多書和教程都把這個符號叫引用，但我不喜歡翻譯為引用，因為引用不好理解，如果叫取地址符，那我估計你就會明白了，它就是返回一個變數的首地址。

看看例子：

#include <stdio.h>void main(){int a = 50;int* p = &a;printf("  a的值：%d\n", a);printf("  p的值：0x_%x\n", p);getchar();}

我們不能直接對指標變數賦值，要把變數的地址傳給指標，就要用取地址符&。上面的代碼中我們聲明了int類型的變數a，值為50，通過&符號把變數a的地址存到p指標中，這樣，p指向的就是變數a的首地址了，故：a的值的50，而p的值就應該是a的地址。

那麼，這樣做有啥好處呢？我們把上面的例子再擴充一下，變成這樣：

#include <stdio.h>void main(){int a = 50;int* p = &a;printf("  a的值：%d\n", a);printf("  p的值：0x_%x\n", p);/* 改變指標所指向的地址塊中的值，就等於改變了變數的值 */*p = 250;printf("  a的新值：%d\n", a);getchar();}

先預覽一下結果。

不知道大家在這個例子中發現了什嗎？

我們定義了變數a，值為50，然後指標p指向了a的首地址，但注意，後面我只是改變了p所指向的那塊記憶體中的值，我並沒有修改a的值，但是，你看看最後a的值也變為了250，想一想，這是為什嗎？

 

 

三、參數的傳遞方式

很多書，包括一些電腦二級的考試內容，那些傻S磚家只是想出一大堆與指標相關的莫名其妙的考題，但很讓人找不到指標在實際應用到底能幹什麼，我估計那些磚家自己也不知識吧。所以，我們的考試最大的失敗，就是讓學生不知識學了有什麼用。

上面介紹了指標可以存首地址，可以分配記憶體，可以建立數組，還說了取地址符&，那麼，這些東西有什麼用呢？你肯定會問，我直接聲明一個變數也是要佔用記憶體的，那我為什麼要吃飽了沒事幹還要用指標來存放首地址呢？

好，我先不回答，我們再說說函數的參數傳遞。看看下面這樣的例子。

#include <stdio.h>void fn(int x){x += 100;}void main(){int a = 20;fn(a);printf("  a : %d\n", a);getchar();}

我們希望，在調用函數fn後，變數a的值會加上100，現在我們運行一下，看看結果：

我們可能會很失望，為什麼會這樣？我明明是把20傳進了fn函數的，為什麼a的值還是不變呢？不用急，我們再把代碼改一下：

#include <stdio.h>void fn(int x){printf("  參數的地址：0x_%d\n", &x);x += 100;}void main(){int a = 20;fn(a);printf("  a : %d\n", a);printf("  a的地址：0x_%x\n", &a);getchar();}

運行結果如下：

看到了嗎？變數a和fn函數的參數x的地址是不一樣的，這意味著什麼呢？這說明，變數a的值雖然傳給了參數x，但實際上是聲明了一個新變數x，而x的值為20罷了，最後加上100，x的中的值是120，但a的值沒有變，因為在函數內被+100的根本不是變數a，而是變數x（參數）。

這樣，就解釋了為什麼麼函數調用後a的值仍然不變的原因。

那麼，如何讓函數調用後對變數a作修改，讓它變成120呢？這裡有兩個方法：

（1）指標法。把參數改為指標類型。

#include <stdio.h>void fn(int* x){*x += 100;}void main(){int a = 20;fn(&a);//用取地址符來傳遞，因為指標是儲存地址的printf("  a : %d\n", a);getchar();}

這裡要注意，把變數傳給指標類型的參數，要使用取地址符&。

那麼，這次運行正確嗎？

好了，終於看到想要的結果了。

 

（2）引用法，就是把參數改為&傳遞的。

#include <stdio.h>void fn(int& x){x += 100;}void main(){int a = 20;fn(a);//直接傳變數名就行了printf("  a : %d\n", a);getchar();}

可以看到，這樣的運行結果也是正確的。

 

四、指標與對象

不管是類還是結構（其實結構是一種特殊的類），它們在建立時還是要建立記憶體的，但是，建立類的對象也有兩種方式，直接聲明和用指標來分配新執行個體。

#include <iostream>using namespace std;class Test{public:Test();~Test();void Do(char* c);};Test::Test(){cout << "Test對象被建立。" << endl;}Test::~Test(){cout << "Test對象被銷毀。" << endl;}void Test::Do(char* c){cout << "在" << c << "中調用了Do方法。" << endl;}void Func1(){Test t;t.Do("Func1");/*當函數執行完了，t的生命週期結束，發生析構。*/}void Func2(){Test* pt = new Test;pt -> Do("Func2");/*用指標建立的對象，就算指標變數的生命週期結束，但記憶體中的對象沒有被銷毀。因此，解構函式沒有被調用。*/}int main(){Func1();cout << "---------------------" << endl;Func2();getchar();return 0;}

我們來看看這個例子，首先定義了一個類Test，在類的建構函式中輸出對象被建立的個息，在發生析構時輸出對象被銷毀。

接著， 我們分別在兩個函數中建立Test類的對象，因為對象是在函數內部定義的，根據其生命週期原理，在函數返回時，對象會釋放，在記憶體中的資料會被銷毀。理論上是這樣的，那麼，程式實際運行後會如何呢？

 

這時候我們發現一個有趣的現象，在第一個函數直接以變數形式建立的對象在函數執行完後被銷毀，因為解構函式被調用；可是，我們看到第二個函數中並沒有發生這樣的事，用指標建立的對象，在函數完成時居然沒有調用解構函式。

直接建立對象，變數直接與類執行個體關聯，這樣一來，當變數的生命週期結束時，自然會被處理掉，而用指標建立的執行個體，指標變數本身並不儲存該執行個體的資料，它僅僅是存了對象執行個體的首地址罷了，指標並沒有與執行個體直接有聯絡，所以，在第二個函數執行完後，被銷毀的是Test*，而不是Test的對象，僅僅是儲存首地址的指標被釋放了而已，而Test對象依然存在於記憶體中，因此，在第二個函數完成後，Test的解構函式不會調用，因為它還沒死呢。

那麼，如何讓第二個函數在返回時也銷毀對象執行個體呢？還記得嗎，我前文中提過。對，用delete.。

void Func2(){Test* pt = new Test;pt -> Do("Func2");delete pt;}

現在看看，是不是在兩個函數返回時，都能夠銷毀對象。

 

現在你明白了吧？

由此，可以得出一個結論：指標只負責為對象分配和清理記憶體，並不與記憶體中的對象執行個體有直接關係。

 

補充：

我只是為了說明，指標其實是一個數字，它動態分配記憶體後，裡面存的就是它指向的記憶體的首地址，但是，指標變數的生命週期終結後，並沒有去清理它所指向的記憶體，而需要顯示使用delete。動態new完後，不要忘了delete，不要誤解了，與const* 沒關係。