面向陽光，陰影就會在身後

【不是惡夢的開始，而是再度的精進。指標】

在談指標之前，我們先回顧一下變數。

我們都知道要使用某個變數之前都要先宣告變數，讓編譯程式來分配某個記憶體位置來存放變數。

當我們這麼宣告  int a = 7;  時，程式本身做了這樣的事情

記憶體位址      變數值    變數名稱

 0x70fe14          7          a    

程式會分配一塊記憶體 0x70fe1c 這個位址來存放變數值 7。
而所謂的一塊記憶體位址，並不是只有 0x70fe1c 這一個位址，而是根據作業系統與變數型態來決定需要多大的記憶體，以我的電腦來說，int 整數型態的變數佔4個位元組，所以變數a就佔0x70fe1c、0x70fe1d、0x70fe1e、0x70fe1f這四個位元組，而以0x70fe1c為標記位址。
所以用四個位元組來存放7這個數值。
但是變數名稱a又是存到哪兒呢？其實記憶體內的這四個位元組的名字就是a，a是給我們看的，四個位元組是給機器(電腦)看的。

在談指標之前，先介紹一下這個符號 '&'。

& 是取指運算子，宣告格式如下：

&變數名稱;

&a 就是取出變數a在記憶體中的位址

什麼是指標呢？

因為這個"記憶體位址0x70fe1c"是指向變數值7，所以我們就稱"記憶體位址0x70fe1c"是變數 a 的指標。

什麼是指標變數呢？

存放指標(記憶體位址)的變數就是指標變數，所以指標變數並不是存放數值、字元、字串...，而是存放記憶體位址。

指標變數的宣告也很類似各種變數的宣告，格式如下：

int a;           //宣告整數變數
int* pi = &a;   // 把指標變數設定出指向特定的地方
或
int* pi = NULL; // 空指標變數

我們來看宣告指標變數的宣告

int*  就是宣告一個整數型的指標變數
pi   就是這個整數型的指標變數名稱，我的習慣p代表指標，i代表整數，這不是硬性規定
= &a  就是取出變數a的記憶體位址設定給等號左邊的指標變數pi

千萬避免這樣宣告 int* pi; 
這是避免指標指向記憶體的其他資料區、指向程式區或系統區，而我們冒然的使用這樣的指標，就有可能改變到其他區域記憶體內的資料，後果難料。

在我的測試 int* pi; 居然編譯成功，完全沒有編譯錯誤的警告，所以真的要很小心使用指標。

我們再依上面的例子來說明：

當我們這麼宣告  int a = 7; int* pi =&a; 時，程式本身做了這樣的事情

記憶體位址      變數值         變數名稱

 0x70fe18      0x70fe14     pi (指標變數)

 0x70fe14           7            a  (數值變數)

當我們宣告 int* pi = &a; 就是把變數a的位址設定給(存入)指標變數
這時候指標變數 pi 內存的值是變數a的位址 0x70fe14 
而程式也同樣會分配一個位址 0x70fe18 來儲存指標變數 pi(整數變數 a 的位址)

各種基本資料型態的變數都可以設定各自類型的指標

例:

int* pi = &a;

char* pch = &b;

double* pd = &c;

float* pf = &d;

***  不 要 把 不 同 類 型 的 指 標 存 入 你 指 定 類 型 的 指 標 變 數 ，否 則 編 譯 時 會 產 生 無 法 轉 換 類 型 的 錯 誤  ***

指標中有了取指運算子&，還有一個叫依址取值運算子*。
這個星號 "*" 到目前為止有三種可能

1.它是乘號運算子，例: a = b * 3;
2.它是宣告指標，例: int* pi = &a;
3.就是我們現在要說的依址取值運算子

* 是依址取指運算子，宣告格式如下：

*變數名稱;

例:

int a = 5;
int* pi = &a;
*pi = 100;  // 這樣就把變數 a 的值設為100

我們就來段小程式碼

 #include <iostream>
 
 using namespace std;
 
 int main(int argc, char** argv)
 {
     int a = 5;
     int* pi = &a;
     *pi = 100;  // 這樣就把變數a的值設為100
     cout << "\na = " << *pi;
     
     return 0;
     
  } 
 
 
執行結果:

a = 100

我們可以透過&a取得變數a的位址(指標)，再將這位址(指標)存到指標變數pi，最後將100存入依指標變數內的位址(指標)找到的變數a，這樣我們就可以透過指標來設定或操作變數a的值了(*pi = 100;)。

在指標的設定運算與設值中，C++允許我們把多個同資料型態的指標指向單一個變數

例:

#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char** argv)
{
    int a = 100, b = 200;
    int* pi1 = &a;
    int* pi2 = &b;
    
    cout << "原本的設值...\n";
    cout << "\na =  " << a << "     pi1 = " << pi1 << "    *pi1 = " << *pi1;
    cout << "\nb =  " << b << "     pi2 = " << pi2 << "    *pi2 = " << *pi2;
    
    pi2 = pi1;
    
    cout << "\n\n重新設值後....\n";
    cout << "\na =  " << a << "     pi1 = " << pi1 << "    *pi1 = " << *pi1;
    cout << "\nb =  " << b << "     pi2 = " << pi2 << "    *pi2 = " << *pi2;
    
    
    
    return 0;
 } 
 

 
執行結果:

原本的設值...

a =  100     pi1 = 0x70fe08    *pi1 = 100
b =  200     pi2 = 0x70fe0c    *pi2 = 200

重新設值後....

a =  100     pi1 = 0x70fe08    *pi1 = 100
b =  200     pi2 = 0x70fe08    *pi2 = 100

pi2 = pi1;

這是把 pi1 指標變數設定給 pi2，讓 pi2 指標變數內的指標同樣指向 pi1 指標變數內的指標所指的地方，所以口語上就會省略的說把指標pi1設給指標pi2，使兩個指標都指向變數a，就是這樣省略式的口語讓指標和指標變數就說不清了。

或許就當是滑稽ㄏㄨㄚˊ ㄐㄧ 一樣吧，忘了是幾年前誰說了滑稽ㄏㄨㄚˊ ㄐㄧ 該唸成 滑稽ㄍㄨˇ ㄐㄧ，可是在他說之前，明明大家都唸成 ㄏㄨㄚˊ ㄐㄧ 好幾十年了。
以此類推，pi1、pi2 就說成指標吧(反正也說了好幾十年了，只要心裡明白這是指標變數)，免得在看其它的書籍或與人討論時，又牛頭對不上馬嘴。

反正都在談指標了，就多看一眼記憶體。

例:

 
#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char** argv)
{
    int  a = 7, b = 12;
    int* pia = &a;
    int* pib = &b;
    
    cout << "\npia  = " << pia << "     a   = " << a << "     sizeof(pia) = " << sizeof(pia);
    cout << "\n&pia = " << &pia << "     pia = " << pia;
    cout << "\n";
    cout << "\npib  = " << pib << "     b   = " << b;
    cout << "\n&pib = " << &pib << "     pib = " << pib;
    
    int c = 2;
    int* pic =&c;
    cout << "\n";
    cout << "\npic  = " << pic << "     c   = " << c;
    cout << "\n&pic = " << &pic << "     pic = " << pic;
        
    cout << "\n\n";
    cout << "\npic =   " << pic   << "   *pic = " << *pic;
    
    pic -= 1;
    
    cout << "\npic =   " << pic << "   *pic = " << *pic;
    
    return 0;
 } 
 

 執行結果：

pia  = 0x70fdec     a   = 7     sizeof(pia) = 8
&pia = 0x70fdf8     pia = 0x70fdec

pib  = 0x70fdf0     b   = 12
&pib = 0x70fe00     pib = 0x70fdf0

pic  = 0x70fdf4     c   = 2
&pic = 0x70fe08     pic = 0x70fdf4

pic =   0x70fdf4   *pic = 2
pic =   0x70fdf0   *pic = 12

把記憶體位置排序一下

&pic = 0x70fe08 
&pib = 0x70fe00
&pia = 0x70fdf8 

pic  = 0x70fdf4
pib  = 0x70fdf0
pia  = 0x70fdec 

在我的電腦裡，整數佔四個位元組，但整數指標佔八個位元組(好像和書說的不一樣(需要確認一下))。
    
    
我的程式碼故意先輸出變數a,b和a,b的指標，再宣告變數c和c的指標，但這並不影響編譯程式安排變數和指標的位置，依然變數放在一起，接著才一起放指標。    
        
   
指標除了前面所談的，可以設定運算 pi2 = pi1; 外，指標也可以作加法與減法運算，當然啦！這是指對於指標內的位址所作的運算。

當我們把指標減一的時候 pic -= 1;，pic指標從0x70fdf4變成0x70fdf0，相差四個位元組，正好就是整數變數所佔記憶體的空間大小，這也恰巧地指向變數b的位置，變成重疊變數b的指標了，也就取到變數b的值了。這個例子並不是要表達指標可以用加減法運算來取得另一個變數值，而是要表達在指標的使用上必須小心謹慎，避免誤取他值而不自知。

回頭來看，如果我們真的想用指標pic來取變數b的值，我們可以
1. pic = &b;  // 直接把變數b的位址設定給指標pic
或
2. pic = pib; // 把指標pib 設定給pic;
然後依址取值...*pic;
這樣才是正確的指標操作....

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