GESP 四级急救包(1)：指针与地址

一、意义

指针（Pointer）是一种数据类型，用于存储变量的内存地址。简单来说，指针是用来存储内存地址${}^{①}$的变量。通过指针，可以间接地访问和修改对应内存地址上的数据。

①〔地址〕用来指示存储器中特定数据位置的值，用于访问和操作存储器中的数据。

二、例题

1. 若函数声明为 void f(int &a, int b, const int &c)，且在主函数内已经声明了 $x,y,z$ 三个 int 类型变量。如下哪个调用可以通过编译？
   A. f(x,x,0)
   B. f(0,0,z)
   C. f(0,y,y)
   D. f(1,2,3)

【答案】 A
【解析】
思路1：const 关键字表示常量，排除 $BC$；$D$ 选项的三个参数都传成了常量，故选 $A$。

思路2：在传入引用变量（即地址变量）的时候，调用时要传入变量，通过第一个参数排除 $BCD$，故选 $A$。

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3. 下面的 C++ 代码执行后，输出的是

int foo(char *x) {
    return 3**x*2;
}

int main() {
    char arr[10] = {char(10)};
    arr[1] = foo(arr);
    cout << int(arr[0]) * int(arr[1]) << endl;
}

A. $10$
B. $60$
C. $600$
D. $100$

【答案】 C
【解析】
首先，分析 foo() 函数的功能：千万不要被 * 看花了眼睛，这里的 * 有不同的意义！第一个 * 是乘法运算，第二个 * 是 *x 中的 *，第三个 * 是乘法运算，因此转换为数学公式：$3{\times }^{\ast }x\times 2=6{\times }^{\ast }x$。所以 foo() 函数的功能能是返回字符指针所指向的字符乘 $6$ 的结果。

然后带入主函数，第一行代码表示定义了一个长度为 $10$ 的字符数组 arr，并将数组的第一个元素初始化为 ASCII 码值是 $10$ 对应的字符（'\n'）；第二行代码进行了 foo() 函数的调用，并将数组的第二个元素赋值为 $6\times 10=60$；第三行进行输出，$10\times 60=600$。故选 $C$。

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5. 对三维数组 int arr[2][3][4]，则 arr+1 是如下哪个数组元素的地址？
   A. arr[1][0][0]
   B. arr[0][0][1]
   C. arr[0][1][0]
   D. arr[2][3][5]

【答案】 A
【解析】 arr+1 将返回一个指向第二个元素（arr[1]）的指针。故选 A。

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6. 下面的 C++ 代码执行后，输出的是

int main() {
  char *p = "I love GESP!";
  cout << *(p+5) << endl;
}

A. e
B. ve GESP!
C. e GESP!
D. v

【答案】 A
【解析】
变量 p 是一个指向字符串的指针，指向第一个字符 'I' 的地址。在表达式 *(p+5) 中，指针 p 加上 $5$ 的偏移量，即指向字符串中的第六个字符 'e' 的地址。然后，* 运算符解引用该地址，输出该字符 'e'。故选 $A$。

10. 已知变量 $x$ 的地址是 0x6ffe14，则下⾯C++代码执行以后输出的是？

int main() {
  int x = 100;
  int *p = &x;
  cout << *p + 3 << endl;
}

A. 0x6ff17
B. 0x6ff20
C. $101$
D. $103$

【答案】 D
【解析】
将地址变量 p 指向 x 的地址，这样可以间接使用 *p 来获得 x 的值。故选 $D$。

三、总结

#include 
using namespace std;

int main()
{
    int x = 100;
    int *p = &x; // 定义一个指向 x 地址的指针 p
    cout << &x << " " << p << endl; // 两种获取 x 地址的方法
    *p = 5; // 间接修改 x 的值为 5
    cout << *p << " " << x << endl; // 两种获取 x 值的方法
    return 0;
}

输出：

0x7ffe74370cd8 0x7ffe74370cd8
5 5