从0开始学习C++ 第十二课：指针强化

第十二课：指针强化

学习目标：

• 理解常量指针与指针常量的区别。
• 学习如何使用函数指针。
• 掌握指针与数组的高级使用技巧。

学习内容：

1. 常量指针与指针常量

   • 概念： 常量指针是一个指向常量的指针，这意味着不能通过这个指针来修改其指向的值。指针常量是一个指针，其自身的值不可以修改，但它可以修改其指向的内容。
   • 代码示例：

     #include <iostream>
     
     int main() {
         int value = 10;
         int anotherValue = 20;
     
         // 常量指针
         const int *ptr = &value;
         // ptr = &anotherValue; // 正确，可以改变指针指向
         // *ptr = 15; // 错误，不能通过ptr改变value的值
     
         // 指针常量
         int *const ptrConst = &value;
         *ptrConst = 15; // 正确，可以改变value的值
         // ptrConst = &anotherValue; // 错误，不能改变指针的指向
     
         std::cout << "Value through constant pointer: " << *ptr << std::endl;
         std::cout << "Value through pointer constant: " << *ptrConst << std::endl;
         
         return 0;
     }
     

   • 预计输出效果：

     Value through constant pointer: 10
     Value through pointer constant: 15
     

   • 使用场景： 当你想保护指针指向的数据不被修改时使用常量指针，当你不想改变指针的指向时使用指针常量。

2. 函数指针

   • 概念： 函数指针是指向函数的指针，通过这个指针可以调用不同的函数。
   • 代码示例：

     #include <iostream>
     
     void greetEnglish() {
         std::cout << "Hello!" << std::endl;
     }
     
     void greetSpanish() {
         std::cout << "?Hola!" << std::endl;
     }
     
     int main() {
         // 函数指针
         void (*greet)() = nullptr;
         greet = &greetEnglish; // 指向greetEnglish函数
         greet(); // 调用greetEnglish
     
         greet = &greetSpanish; // 指向greetSpanish函数
         greet(); // 调用greetSpanish
     
         return 0;
     }
     

   • 预计输出效果：

     Hello!
     ?Hola!
     

   • 使用场景： 当你需要在运行时调用不同的函数时，函数指针特别有用，例如回调函数或事件处理。

3. 指针与数组的高级应用

   • 概念： 指针可以用来遍历数组，通过指针偏移量来访问数组元素。
   • 代码示例：

     #include <iostream>
     
     int main() {
         int numbers[] = {10, 20, 30, 40, 50};
         int *ptr = numbers; // 指向数组第一个元素
     
         for (int i = 0; i < 5; ++i) {
             std::cout << "Number[" << i << "] = " << *(ptr + i) << std::endl;
         }
     
         return 0;
     }
     

   • 预计输出效果：

     Number[0] = 10
     Number[1] = 20
     Number[2] = 30
     Number[3] = 40
     Number[4] = 50
     

   • 使用场景： 当需要遍历数组或动态分配的数组时，指针提供了一种灵活的访问和操作数组元素的方式。

练习题： 编写一个C++程序，创建一个包含5个整数的数组。使用函数指针指向一个函数，该函数将数组作为参数，并返回数组中的最大值。在main函数中调用这个函数，并输出结果。

答案：

#include <iostream>

// 函数原型声明
int getMax(int*, int);

int main() {
    int arr[] = {3, 1, 4, 1, 5};
    int arraySize = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    // 函数指针声明
    int (*funcPtr)(int*, int) = nullptr;
    funcPtr = &getMax; // 指向getMax函数

    // 通过函数指针调用getMax
    int max = funcPtr(arr, arraySize);
    std::cout << "The maximum value in the array is: " << max << std::endl;

    return 0;
}

// 定义getMax函数
int getMax(int* array, int size) {
    int max = array[0];
    for (int i = 1; i < size; ++i) {
        if (array[i] > max) {
            max = array[i];
        }
    }
    return max;
}

预计输出效果：

The maximum value in the array is: 5