數據結構筆記1(c++)_指針

1、數據結構概述

       1.定義：

　　　　咱們如何把現實中大量而複雜的問題，以特定的數據類型和特定的存儲結構保存到主存儲器（內存）中，以及在此基礎上爲實現某個功能（好比查找某個元素，刪除某個元素，對全部元素進行排序）而執行的相應操做。這個相應的操做也叫算法。

       　　數據結構 =個體的存儲 + 個體的關係存儲

       　　算法（狹義） = 對存儲數據的操做

　　2.算法：解題的方法和步驟

        　　2.1.衡量算法好壞的標準：

　　　　　　2.1.1.時間複雜度：程序大概執行的次數，而非執行的時間

　　　　　　2.1.2.空間複雜度：算法執行過程當中大概所佔用的最大內存

　　　　　　2.1.3.難易程度（編算法最重要的）

　　　　　　2.1.4.健壯性

       3.數據結構的地位：數據結構是軟件中最核心的課程

　　       程序 = 數據的存儲 + 數據的操做 + 能夠被計算機執行的語言

 2、預備知識

　　1.指針

　　　　1.1.指針的重要性：指針是c語言的靈魂

　　　　1.2.有關指針概念的定義：

　　　　　　指針就是地址 地址就是指針，指針和地址是一個概念

　　　　　　指針變量 是存放內存單元地址的變量，所謂內存單元地址 即爲內存單元編號，二者是一個概念

　　　　　　指針的本質 是一個操做受限的非負整數/從0開始的非負整數　　　　　　　　　　

　　　　　　　　範圍：0 -- FFFFFFFF【4G-1】

　　　　　　　　1.2.1.關於內存和cpu的關係:

　　　　　　　　　　CPU可以直接訪問的只有內存，內存是CPU惟一可以訪問的大容量儲存器，內存的基本劃分單位是字節，每一個字節有8位，每一位存放1個0或1個1，CPU和內存打交道的方式：地址線、控制線、數據線

　　　　　　　　　　內存能夠看作不少小格子，若是是32位，編號從0到4G-1；

　　　　　　　　　　1.2.1.1.地址線 能夠肯定對哪個單元編號進行操做,地址沒有編號，地址就是編號；重點是地址線，由於地址線是32位的，因此最大隻能0到32-1；內存的編號不能重複，可是內容能夠重複；

　　　　　　　　　　　　定義：地址就是內存單元的編號，單元編號是死的，不能改變，可是裏面的內容是能夠改變的；當一個程序運行完成，內存會被回收(回收和銷燬不是一個概念，操做系統會分配內存給程序，程序告訴操做系統，操做系統會把內存中的空間釋放出來，原始的數據(遺留的垃圾數字)不會銷燬，只是不能使用而已(c存在這個問題，可是java不會，java會自動釋放)，其中的變量會被清空，可是內存、單元編號依然存在;

　　　　　　　　　　1.2.1.2.控制線 用來肯定是：讀、寫、只讀、只寫；

　　　　　　　　　　1.2.1.3.數據線 能夠進行數據傳輸

　　2.指針的分類：

　　　　2.1.基本類型的指針

　　　　　　2.1.1基本概念

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 int main(void)
 4 {
 5     int * p;    //該p變量只能存儲int類型的地址，不能存放一個整數
 6     int i = 10;
 7     int j;
 8 
 9     // char ch = 'A';
10     // p = &ch;    //p只能存放int類型，不能存放char類型的'A',類型不一致，會報錯
11     // p = 10; //error p是個變量名字，表示只能存放int型變量地址，10是個整數，不是個地址；
12     // *p = i;        //能夠存放i,必定要以下理解才能夠
13                 // 1）將i的地址發送給p，意味着p是指向i的；
14                 // 2）修改p、i的值，不會影響另一個值，相互不會影響；
15                 // 3）*p即爲i變量自己，i跟*p能夠在任何地方進行互換，i的值改了，*p的值也改了，i原來等於100，*p也就等於100，可是p不是i，i不是p；
16     p = &i;     // 若是這一行被省略掉，會報錯；
17                 // 第一步int * p;只是說p能夠保存整型變量地址了，但p中並無保存真正的整型變量地址，因此咱們不知道*p真正指向的是誰了
18                 // 雖然p中沒有保存真正有效整型數字地址，可是p中仍是能夠有垃圾數字的，垃圾數字也有多是某一個變量的地址，因此*p最終指向的是一個不肯定的單元，*p不知道指向了哪裏，形成了混亂，c語言中不容許這樣去寫
19                 // 不能將一個不肯定單元的值，賦給另一個變量，這樣不合適，因此會報錯
20     *p = i;        // 等價於i=i，不會出錯，可是沒有什麼實際意義
21     j = *p;    // 等價於j = i； 若註釋掉這一行，則j沒有賦值，c會自動賦予一個垃圾數字-2341343;
22     printf("i =  %d, j= %d, *p = %d\n",i, j, *p);
23 
24     //printf();
25     return 0;
26 }

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小結：

　　　　一、若是一個指針變量（假定爲p）存放了某個普通變量，那咱們就能夠說：「p指向了i」，但p與i是兩個變量；修改p的值不影響i的值，修改i的值不影響p的值

　　　　二、*p等價於I 或者說*p能夠與i在任何地方互換

　　　　三、若是一個指針變量指向了某個普通變量，則*指針變量就徹底等價於該普通變量

注意：

       指針變量也是變量，只不過它存放的不能是內存單元的內容，只能存放內存單元的地址

       普通變量前不能加*

       常量和表達式前不能加&

如何經過被調函數，修改主調函數中普通變量的值

1.實參爲相關變量的地址：&i

2.形參爲以該變量的類型爲類型的指針變量：*p

3.在被調用函數中經過*形參變量名的方式修改主函數:*p=100

　　　　2.2.指針和數組的關係(一維數組)

//Array_point_1.cpp
# include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a[5] = {1,2,3,4,5};    // 1)a中存放的不是1~5這5個數字,這5個數字是在a0到a4中存放的。
                            // 2)數組名a存放的是數組的第一個元素的地址
                            // 3)它的值不能被改變
                            // 4)字母a即爲一維數組名，指向的是數組的第一個元素,即a指向的是a0
                            // 5)a[3]和*(a+3)的關係:a[i] <<==>> *(a+i) 即數組a[i]的寫法，等價於*(a+i)    a[3] == *(3+a), 3[a] == *(a+3), 因a指向第一個元素a[0]，故a+3指向第四個元素a[3],則*(a+3)==a[3];
                            // 理論上指針比下標的速度快，可是能夠忽略不計
    //a[3] == *(3+a);
    
    printf("%p\n", a+1);
    printf("%p\n", a+2);
    printf("%p\n", a+3);

//[Out]:
//0019FF30
//0019FF34
//0019FF38
    
    printf("%d\n", *a+3);  // *a+3等價於 a[0]+3 = 4
//[Out]:
// 4
    return 0;
}

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　　　　　　2.2.1.數組名:a[*]中的a

　　　　　　　　一維數組名 是個指針常量，它存放的是一維數組第一個元素的地址a[0]，它的值不能被改變

　　　　　　　　一維數組名指向的是 數組的第一個元素

　　　　　　2.2.2.下標和指針的關係:a[i]等價於*(a+i)

　　　　　　　　a[i] <<==>> *(a+i)

　　　　　　　　假設指針變量的名字爲p,則p+i的值是p+i*(p所指向的變量所佔的字節數)

　　　　　　2.2.3.指針變量的運算:

　　　　　　　　指針變量不能相加，不能相乘， 不能相除，若是兩指針變量屬於同一數組，則能夠相減

　　　　　　　　指針變量能夠加減一整數，前提是最終結果不能超過指針

　　　　　　　　　　p+i 的值是p+i*(p所指向的變量所佔的字節數)　　

　　　　　　　　　　p- i 的值是p-i*(p所指向的變量所佔的字節數)

　　　　　　　　　　p++ <==> p+1  // 若是是int型，就是4字節，double型，就是8字節，可是都是指向的後一個元素

　　　　　　　　　　p-- <==> p-1

　　　　　　2.2.4.舉例:

　　　　　　　　如何經過被調函數修改主調函數中一維數組的內容[如何界定]

　　　　　　　　　　兩個參數:1)存放數組首元素的指針變量；2)存放數組元素長度的整型變量

//Array_point_2.cpp
# include <stdio.h>

void Show_Array(int * p, int len)    // a發送給了*p
{
//    p[0] = -1;    //p[0] == *p
//    p[2] = -1;    //p[2] == *(p+2) == *(a+2)  p[i]就是主函數的a[i]
    int i = 0;

    for (i=0; i<len; ++i)
        printf("%d\n", p[i]);
}

int main(void)
{
    int a[5] = {1,2,3,4,5};

    Show_Array(a, 5);    // a等價於&a[0], &a[0]自己就是i
                        // 經過寫一個數組名，數組長度，就能夠肯定一個數組, 
                        // 要想經過一個函數，訪問另外一個函數中的一個數組，只須要知道這個數組的首地址(數組第一個元素地址)和長度，
                        // 在另外一個函數中就能夠任意訪問、修改主函數a[5]的值
//[Out]:1 2 3 4 5    

//    printf("%d\n", a[2]);
//[Out]: -1
//    printf("%d\n", a[0]);
//[Out]: -1
    
    return 0;

}

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