C++: 指针基础
最后更新：2026-08-26
前面的课程里，变量存在内存的某个位置。
但那个"位置"到底在哪？能不能直接访问它？
指针就是用来存地址的变量——它能让你直接操作内存。
1. 什么是指针？
(1) 1.1 生活中的指针
| 生活场景 | 程序中的对应 |
|---|---|
| 你家的地址（如"北京市朝阳区..."） | 指针（存地址） |
| 你家的房子（地址指向的实际建筑） | 变量（地址指向的内存空间） |
指针的本质： 一个存地址的变量。
(2) 1.2 为什么需要指针？
- 动态内存分配（后面会学
new/delete） - 函数需要修改外部变量（传指针给函数）
- 处理数组（数组名就是指针）
- 实现复杂数据结构（链表、树、图）
2. 指针的声明与初始化
(1) 2.1 声明指针
语法：
▶ 示例 2：代码示例（难度⭐）
CPP
Type* pointerName;
输出：
TEXT
📖 仅展示
（程序输出）
示例：
CPP
#include <iostream>
int main() {
int* pInt; // 指向 int 的指针
double* pDouble; // 指向 double 的指针
char* pChar; // 指向 char 的指针
return 0;
}
💡 重点： 类型* 表示"指向该类型的指针"。
(2) 2.2 取地址运算符（&）
& 用来获取变量的地址。
CPP
#include <iostream>
int main() {
int x = 5;
std::cout << "x 的值：" << x << std::endl;
std::cout << "x 的地址：" << &x << std::endl; // 输出类似 0x7ffd4a3b
return 0;
}
输出（示例）：
TEXT
📖 仅展示
x 的值：5
x 的地址：0x7ffd4a3b
💡 提示： 地址的具体格式取决于系统和编译器。
(3) 2.3 初始化指针
CPP
#include <iostream>
int main() {
int x = 5;
int* p = &x; // p 指向 x（p 存的是 x 的地址）
std::cout << "x 的地址：" << &x << std::endl;
std::cout << "p 的值：" << p << std::endl; // 和 &x 一样
return 0;
}
3. 解引用（Dereference）
(1) 3.1 解引用运算符（*）
* 用来访问指针指向的值。
CPP
#include <iostream>
int main() {
int x = 5;
int* p = &x; // p 指向 x
std::cout << "x = " << x << std::endl; // 5
std::cout << "*p = " << *p << std::endl; // 5（解引用）
return 0;
}
💡 重点： *p 就是 x！
(2) 3.2 通过指针修改变量的值
CPP
#include <iostream>
int main() {
int x = 5;
int* p = &x;
std::cout << "修改前：x = " << x << std::endl; // 5
*p = 100; // 通过指针修改 x 的值
std::cout << "修改后：x = " << x << std::endl; // 100
return 0;
}
4. 指针的大小
(1) 4.1 sizeof 指针
CPP
#include <iostream>
int main() {
int* pInt;
double* pDouble;
char* pChar;
std::cout << "int* 大小：" << sizeof(pInt) << " 字节" << std::endl;
std::cout << "double* 大小：" << sizeof(pDouble) << " 字节" << std::endl;
std::cout << "char* 大小：" << sizeof(pChar) << " 字节" << std::endl;
return 0;
}
输出（64位系统）：
TEXT
📖 仅展示
int* 大小：8 字节
double* 大小：8 字节
char* 大小：8 字节
💡 重点： 所有指针的大小都一样（64位系统是 8 字节，32位系统是 4 字节）——因为它们存的都是地址。
5. 空指针（nullptr）
(1) 5.1 什么是空指针？
空指针是不指向任何对象的指针。
CPP
#include <iostream>
int main() {
int* p = nullptr; // 空指针（C++11 之后推荐）
if (p == nullptr) {
std::cout << "p 是空指针" << std::endl;
}
return 0;
}
💡 提示： C++11 之前用 NULL（其实是 0），但现在推荐用 nullptr。
(2) 5.2 解引用空指针会崩溃
CPP
#include <iostream>
int main() {
int* p = nullptr;
std::cout << *p << std::endl; // ❌ 未定义行为！可能崩溃
return 0;
}
运行结果：
CPP
Segmentation fault (core dumped) // Linux
或
CPP
Process finished with exit code -1073741819 // Windows
⚠️ 永远不要解引用空指针！
6. 指针作为函数参数
(1) 6.1 问题：函数需要修改外部变量
CPP
#include <iostream>
void modifyValue(int x) {
x = 100; // ❌ 修改的是副本，不影响原变量
}
int main() {
int a = 5;
modifyValue(a);
std::cout << "a = " << a << std::endl; // 5（没变）
return 0;
}
(2) 6.2 解决方法：传指针
CPP
#include <iostream>
void modifyValue(int* p) {
*p = 100; // ✅ 通过指针修改原变量
}
int main() {
int a = 5;
modifyValue(&a); // 传地址
std::cout << "a = " << a << std::endl; // 100（变了！）
return 0;
}
7. 实战：交换两个变量的值
▶ 示例 1：用指针实现 swap（难度⭐）
CPP
#include <iostream>
void swap(int* a, int* b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
int main() {
int x = 3, y = 5;
std::cout << "交换前：x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
swap(&x, &y); // 传地址
std::cout << "交换后：x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
return 0;
}
输出：
TEXT
📖 仅展示
交换前：x = 3, y = 5
交换后：x = 5, y = 3
💡 提示： 后面会学引用——用引用实现 swap 更简洁。
8. 常见错误
(1) 8.1 解引用未初始化的指针
CPP
#include <iostream>
int main() {
int* p; // ❌ 未初始化（野指针）
std::cout << *p << std::endl; // ❌ 未定义行为！
return 0;
}
修复： 初始化为 nullptr，或指向一个已存在的变量。
(2) 8.2 指针类型不匹配
CPP
#include <iostream>
int main() {
int x = 5;
double* p = &x; // ❌ 错误：int* 不能指向 int
return 0;
}
编译错误信息：
TEXT
📖 仅展示
error: cannot convert 'int*' to 'double*' in initialization
▶ 示例 3：指针与数组（难度⭐）
CPP
#include <iostream>
int main() {
int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
int* p = arr; // 数组名就是首元素地址
for (int i = 0; i < 5; i++) {
std::cout << "arr[" << i << "] = " << *(p + i) << std::endl;
}
return 0;
}
输出：
TEXT
📖 仅展示
arr[0] = 10
arr[1] = 20
arr[2] = 30
arr[3] = 40
arr[4] = 50
💡 提示：数组名
arr 就是首元素的地址，等同于 &arr[0]。用指针遍历数组时，*(p + i) 等同于 p[i] 或 arr[i]。
❓ 常见问题
Q 指针和引用的区别是什么？
A 后面会详细讲，这里先简单说： > - 指针可以指向
nullptr，引用必须初始化 > - 指针可以重新指向其他变量，引用一旦绑定就不能改 > - 指针需要用 *p 解引用，引用直接用变量名Q：关于pointers basics最重要的是什么？ A：先理解核心概念，再通过实践例子来巩固。
📖 小节
- 指针是存地址的变量
- 声明：
Type* pointerName; - 取地址：
&variableName - 解引用：
*pointerName - 空指针：
nullptr - 永远不要解引用空指针或野指针
📝 作业
-
基础题 (Difficulty ⭐)： 声明一个
int变量x = 10，再声明一个int*指针p指向x。输出x的值和*p的值。 -
进阶题 (Difficulty ⭐⭐)： 写一个函数
void addTen(int* p)，给指针指向的变量加 10。在main里测试。 -
挑战题 (Difficulty ⭐⭐⭐)： 写一个程序，声明三个
int变量a, b, c，再声明三个指针分别指向它们。通过指针把三个变量的值都改成 100，然后输出。
- 指针是存储内存地址的变量
- & 取地址，* 解引用访问指向的值
- 声明方式：Type* pointerName（如 int* p;）
- 空指针 nullptr（C++11）替代 NULL
- 指针指向同一块内存，一个改另一个也受影响
9. 🚀 下一步
学会了指针基础，接下来我们学习 指针与数组（第23课）—— 理解数组名就是指针，以及指针算术。
