4.8 指针、数组和指针算术
指针和数组基本等价的原因在于指针算术和C++内部处理数组的方式。首先，我们来看一看算术。将整数变量加1后，其值将增加1；但将指针变量加1后，增加的量等于它指向的类型的字节数。将指向double的指针加1后，如果系统对double使用8个字节存储，则数组将增加8；将指向short的指针加1后，如果系统对short使用2个字节存储，则指针值将增加2。程序4.19演示了这种令人吃惊的现象，它还说明另一点；C++将数组名解释为地址。
程序4.19 addpntrs.cpp
//addpntrs.cpp——pointer addition #include<iostream> int main() { using namespace std; double wages[3] = {10000.0 , 20000.0 , 30000.0}; short stacks[3] = {3,2,1}; double * pw = wages; short * ps = &stacks[0]; cout<<"pw = "<<pw<<" , *pw = "<<*pw<<endl; pw=pw+1; cout<<"and 1 to the pw pointer\n"; cout<<"pw = "<<pw<<" , *pw = "<<*pw<<endl<<endl; cout<<"ps = "<<ps<<" , *ps = "<<*ps<<endl; ps=ps+1; cout<<"and 1 to the ps pointer\n"; cout<<"ps = "<<ps<<" , *ps = "<<*ps<<endl<<endl; cout<<"access two elements with array notation\n"; cout<<"stacks[0] = "<<stacks[0] <<", stacks[1] = "<<stacks[1]<<endl; cout<<"access two elements with array notation\n"; cout<<"access two elements with pointer notation\n"; cout<<"*stacks = "<<*stacks <<", *(stacks+1) = "<<*(stacks+1)<<endl; cout<<sizeof(wages)<<" = size of wages array\n"; cout<<sizeof(pw)<<" = size of pw pointer\n"; return 0; }下面是该程序的输出：
4.8.1 程序说明
在多数情况下，C++将数组名解释为数组第1个元素的地址。因此，下面的语句将pw声明为指向double类型的指针，然后将它初始化为wages——wages数组中第1个元素的地址：
double * pw = wages;
和所有数组一样，wages也存在下面的等式：
wages = &wages[0] = address of first element of array
为表明情况确实如此，该程序在表达式&stacks[0]中显式地使用地址元算符来将ps指针初始化为stakes数组的第1个元算。
接下来，程序查看pw和*pw的值。前者是地址，后者是存储在该地址中的值。由于pw指向第1个元素，因此*pw显示的值为第1个元素的值，即10000。接着，程序将pw加1。正如前面指出的，这样数字地址值将增加8，这使得pw的值为第2个元素的地址。因此，*pw现在的值是20000——第2个元素的值。
此后，程序对ps执行相同的操作，这一次由于ps指向的是short类型，而short占用2个字节，因此将指针加1时，其值将增加2。结果是，指针也指向数组中下一个元素。
注意：将指针变量加1后，其增加的值等于指向的类型占用的字节数。
现在来看一看数组表达式stacks[1]。C++编译器将该表达式看作是*(stacks + 1)，这意味着先计算数组第2个元素大的地址，然后找到存储在那里的值。最后的结果便是stacks[1]的含义（运算符优先级要求使用括号，如果不使用括号，将给*stacks加1，而不是给stacks加1）。
从该程序的输出可知，*（stacks + 1）和stacks[1]是等价的。同样，*(stacks + 2)和stacks[2]也是等价的。通常，使用数组表示法时，C++都执行下面的转换：
arrayname[i] becomes * (arrayname + i);
如果使用的是指针，而不是数组名，则C++也将执行同样的转换：
pointername [i] becomes * (pointername + i);
因此，在很多情况下，可以相同的方式使用指针名和数组名。对于它们，可以使用数组方括号表示法，也可以使用解除引用运算符（*）。在多数表达式中，它们都表示地址。区别之一是，可以修改指针的值，而数组名是常量：
pointername = pointername + 1;
arrayname = arrayname + 1;
另一个区别是，对数组应用sizeof与那算符得到的是数组的长度，而对指针应用sizeof得到的是指针的长度，即使指针指向的是一个数组。例如，在程序4.19中，pw和wages指的是同一个数组，但对它们应用sizeof运算符得到的结果如下：
24 = size of wages array << displaying sizeof wages
4 = size of pw pointer << displaying sizeof pw
这种情况下，C++不会将数组名解释为地址
数组的地址
对数组取地址时，数组名也不会被解释为其地址。等等，数组名难道不被解释为数组的地址吗？不完全如此：数组名被解释为其第一个元素的地址，而对数组名应用地址运算符时，得到的是整个数组的地址：
short tell [10];
cout << tell <<endl;
cout << &tell << endl;
从数字上说，这两个地址相同；但从概念上说，&tell[0](即tell)是一个2字节内存块的地址，而&tell是一个20字节内存块的地址。因此，表达式tell+1将地址值加2，而表达式&tell+2将地址加20。换句话说，tell是一个short指针（*short），而&tell是一个这样的指针，即指向包含20个元素的short数组（short(*)[20]）。
您可能会问，前面有关&tell的类型描述是如何来的呢？首先，您可以这样声明和初始化这种指针：
short (*pas) [20] = &tell;
如果省略括号，优先级规则将使得pas先于[20]结合，导致pas是一个short指针数组，它包含20个元素，因此括号是必不可少的。其次，如果要描述变量的类型，可将声明中的变量名删除。因此，pas的类型为short(*)[20]。另外，由于pas被设置为&tell，因此*pas于tell等价，所以(*pas)[0]为tell数组的第一个元素。
总之，使用new来创建数组以及使用指针来访问不同的元素很简单。只要把指针当作数组名对待即可。然而，要理解为何可以这样做，将是一种挑战。要想真正了解数组和指针，应认真复习它们的相互关系。
4.8.2 指针小结
刚才已经介绍了大量指针的知识，下面对指针和数组做一总结。
1. 声明指针
要声明指向特定类型的指针，请使用下面的格式：
typeName * pointerName;
下面是一些示例：
double * pn;
char *pc;
其中，pn和pc都是指针，而double *和char *是指向double的指针和指向char的指针。
2. 给指针赋值
应将内存地址赋给指针。可以对变量名应用&运算符，来获得被命名的内存的地址，new运算符返回未命名的内存和地址。
下面是一些示例:
double * pn ;
double * pa ;
char * pc ;
double bubble = 3.2 ;
pn = &bubble ;
pc = new char;
pa = new double [30] ;
3. 对指针解除引用
对指针解除引用意味着获得指针的值。对指针应用解除引用或间接值运算符（*）来解除引用。因此，如果像上面的例子中那样，pn是指向bubble的指针，则*pn是指向的值，即3.2。
下面是一些示例：
cout<<*pn;
*pc = ‘S’;
另一种对指针解除引用的方法是使用数组表达法，例如，pn[0]与*pn是意义的。决不要对未被初始化为适当地址的指针解除引用。
4.区分指针和指针所指向的值
如果pt是指向int的指针，则*pt不是指向int的指针，而是完全等同于一个int类型的变量。pt才是指针。
下面是一个示例：
int * pt = new int ;
* pt = 5;
5.数组名
在多数情况下，C++将数组名视为数组的第一个元素的地址。
下面是一个示例：
int tacos[10];
一种例外情况是，将sizeof运算符用于数组名时，此时将返回整个数组的长度（单位为字节）。
6.指针算术
C++允许将指针和整数相加。加1的结果等于原来的地址值加上指向的对象占用的总字节数。还可以将一个指针减去另一个指针，获得两个指针的差。后一种运算将得到一个整数，仅当两个指针指向同一个数组（也可以指向超出结尾的一个位置）时，这种运算才有意义；这将得到两个元素的间隔。
下面是一些示例：
int tacos [10] = {5,2,8,4,1,2,2,4,6,8};
int * pt = tacos ;
pt = pt + 1;
int *pe = &tacos[9];
pe = pe - 1;
int diff = pe - pt ;
7. 数组的动态联编和静态联编
使用数组声明来创建数组时，将采用静态联编，即数组的长度在编译时设置：
int tacos[10];
使用new[]运算符创建数组时，将采用动态联编（动态数组），即将在运行时为数组分配空间，其长度也将在运行时设置。使用完这种数组后，应使用delete[]释放其占用的内存：
int size;
cin>>size;
int * pz = new int [size];
...
delete [] pz;
8. 数组表示法和指针表示法
使用方括号数组表示法等同于对指针解除引用：
tacos[0] means * tacos means the value at address tacos
tacos[3] means * (tacos + 3) means the value at address tacos + 3
数组名和指针变量都是如此，因此对于指针和数组名，既可以使用指针表示法，也可以使用数组表示法。
下面是一些示例：
int * pt = new int [10];
*pt = 5;
pt[0] = 6;
pt[9] = 44;
int coats[10];
*(coats + 4) = 12;
