（十二）QT专题-C++指针

在C++中，指针（pointer）就是一个可以存储对象的内存地址的变量（而不是直接存储这个对象）。Java和C#都有类似的概念--“引用”（reference）,但是在语法上却不相同。我们从研究一个精心设计的例子开始。利用它来说明指针的用法：

#include "point2d.h"
int main()
{
  Point2D alpha;
  Point2D beta;
  Point2D *ptr;
  
 ptr = α
 ptr -> setX(1.0);
 ptr -> setY(2.5);
 
 ptr = β
 ptr -> setX(4.0);
 ptr ->setY(4.5);

 ptr = 0;
 return 0;
}

这个例子依赖于前一小节给出的Point2D类。第4行和第5行定义了俩个Point2D对象（十一）QT专题-C++类定义。根据Point2D的默认构造函数，这两个对象被初始化为（0,0）。
第6行定义了一个指向Point2D对象的指针。指针的语法是在变量名的前面再加上一个星号。由于没有初始化这个指针，所以它包含的是一个随机的内存地址值。通过在第7行给这个指针分配alpha对象的地址就可以解决这个初始化问题。这里的一元运算符“&”可以返回一个对象的内存地址值。地址值通常是一个32位或者是64位的整数型，可以用来确定一个对象在内存中的偏移量。
在第8行和第9行，我们通过ptr指针访问alpha对象。因为ptr是指针而不是对象，所以必须使用“->”(箭头)操作符代替“.”(点)操作符。
在第10行，我们把beta的地址也赋给这个指针。于是从此时开始，通过这个指针执行的任何操作都会影响到beta对象。
第13行把这个指针设置为（null）指针。C++没有一个可以用于表示不指向对象指针的关键字。所以，我们改换用值0（或者是符号常量NULL，它可以扩展为0）来代替。试图使用一个空指针会造成系统的崩溃，其提示的错误信息有“段错误”（Segmentation fault）、“常规保护错误”（General protection fault）或者是“总线错误”（Bus error）等。使用程序调试器，可以找出是哪一行代码造成了系统的崩溃。
在这个函数的最后，alpha对象保存了坐标对（1.0，2.5），而beta保存了（4.0，4.5）。
指针通常用于存储使用使用new动态分配的对象。在C++术语中，我们把这样的对象称为是分配在“堆”(heap)上，而局部变量（在一个函数中定义的变量）则存储在“栈”（stack）里。
这里给出了一段用来说明使用new进行动态内存分配的代码片段：

#include "point2d.h"
int main()
{
  Point2D *point = new Point2D;
 point->setX(1.0);
 point->setY(2.5);

 delete point;
 return 0;
}

new 操作符返回一个新近分配对象的内存地址。我们把这个地址存储在一个指针变量中，并且通过这指针访问该对象。当处理完这个对象后，就可以使用delete操作符释放它的内存。不像Java和C#，C++没有垃圾信息收集器，当不再需要那些动态分配的对象时，就必须明确使用delete来释放它们。利用第2章中讲述的Qt父-子对象机制，可以大大简化C++程序中的内存管理工作。
如果忘记调用delete，则内存就会一直保留到该程序结束时为止。这在上面的例子中不是什么大问题，因为我们只是分配了一个对象，但是如果在一个总是需要不断分配新对象的程序中，就可能造成程序总是不断分配内存，那么就可能将机器的内存耗尽。对象一旦删除，则指向该对象的指针变量仍旧会保存这个对象的地址值。这样的指针就称为“悬摆指针”（dangling pointer）,最好不要再使用这样的指针访问该对象。Qt提供了一种“智能”（smart）指针QPoint<T>,如果删除了它所指向的QObject对象，那么它就会自动把自己设置为0。
在上面的例子中，我们调用了默认的构造函数并且调用setX()和setY()来初始化该对象。我们本应当使用带两个参数的构造函数来替代默认的构造函数：

Point2D *point = new Point2D(1.0, 2.5);

这个例子并不需要使用new和delete。我们最好也像下面那样在栈上分配该对象：

Point2D point;
point.setX(1.0);
point setY(2.5);4.0

像这样分配的对象会在出现它们的程序块的末尾自动得到释放。
如果不打算通过该指针来修改这个对象，则可以把指针声明为const型指针。例如：

const Point2D *ptr = new Point2D(1.0, 2.5);
double x = ptr ->x();
double y = ptr ->y();

//WON'T COMPILE
ptr ->setX(4.0);
*ptr = Point2D(4.0, 4.5);

这个常量指针ptr只能用于调用常量成员函数，比如x()和y()。当不打算使用指针修改它们时，把指针声明为const是一种不错的习惯。而且，如果该对象自身就是常量，那么我们就没有什么选择了，只能使用常量指针来存储它的地址值。const的用法可以为编译器提供一定的信息，这可以提早发现一些bug,并且也可以获得良好的性能。C#有const关键字，与C++的const关键字相似。而在Java中，最为接近的等价概念就是final了，但是它只能保护变量不被赋值，从而不能避免不在它上面调用“非常量”的成员函数。
指针既可以用在内置类型中，也可以用在类上。需要说明的是，一元运算符“*”可以返回与这个指针相关的对象的值。例如：

int i = 10;
int j = 20;

int *p = &i;
int *q = &j;

std::cout << *p << " equals 10" << std::endl;
std::cout << *q << " equals 20" << std::endl;

*p =40;
std::cout << i << " equals 40" << std::endl;

p=q;
*p = 100;
std::cout << i << " equals 40" << std::endl;
std::cout << j << " equals 100" << std::endl;

箭头运算符“ -> ”可用于通过指针来访问对象的成员，这纯粹是一种语法甜头（syntactic sugar）而已。除了ptr -> member的形式之外，我们还可以使用(ptr).member的形式。这里的圆括号是必须的，因为“.”运算符具有比“”运算符更高的运算优先级。

指针在C和C++中名声不良，正是因为这一点，Java经常鼓吹自己没有指针而大做文章。实际上，C++指针在概念上与Java和C#中的引用非常相似，只是我们还可以使用指针来遍历整个内存而已 —— 关于这一点，在这一节的后面还会讲到。此外，在Qt中还包含了“写时复制”（copy on write）的容器类，它具有与C++一样的可在栈上实例化任意类的能力，这就意味着通常可以尽量避免指针的使用。