C++指针算术运算 地址加减操作规则(算术.运算.指针.加减.规则...)

wufei123 发布于 2025-08-29 阅读(4)
指针算术按指向类型大小偏移,加减单位为元素个数。例如int加1实际地址加4字节,char加1加1字节,支持指针与整数加减及同数组指针相减,结果为ptrdiff_t类型,不可对void*直接算术运算,需确保内存访问不越界。

c++指针算术运算 地址加减操作规则

在C++中,指针的算术运算并不是简单的数值加减,而是根据指针所指向的数据类型进行按元素大小进行偏移。理解指针的地址加减规则,对数组操作、内存遍历和底层编程至关重要。

指针加减的基本规则

当对指针进行加减操作时,编译器会自动将偏移量乘以指针所指向类型的大小(单位:字节)。

例如,假设一个 int 类型占4字节:

  • int* p;
  • p + 1 实际上是地址值增加 sizeof(int),即增加4字节。
  • 如果 p 的地址是 1000,那么 p + 1 指向地址 1004,p + 2 指向 1008。

这个规则适用于所有数据类型:

  • char*(1字节):p + 1 增加1字节
  • double*(8字节):p + 1 增加8字节
  • 自定义结构体指针:偏移量为 sizeof(结构体)
支持的指针算术操作

以下操作是合法的:

  • 指针 + 整数:向后移动若干个元素位置
  • 指针 - 整数:向前移动若干个元素位置
  • 指针 - 指针:计算两个指针之间相隔多少个元素(仅限同一数组内)
  • 指针 += 整数、指针 -= 整数:复合赋值操作

示例:

int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
int* p = arr; // 指向 arr[0]
int* q = p + 3; // 指向 arr[3],地址偏移 3 * sizeof(int)
int n = q - p; // n = 3,表示相隔3个元素 不允许的操作

以下操作是非法或未定义的:

  • 指针 + 指针:无意义,编译报错
  • 指针 × 整数:不支持
  • 指针 ÷ 整数:不支持
  • 对 void* 进行算术运算:void 类型大小未知,无法确定偏移量(需先转换为具体类型指针)
实际应用与注意事项

指针算术常用于数组遍历和动态内存操作:

  • 用 p++ 遍历数组元素比下标访问更高效(尤其在嵌入式或性能敏感场景)
  • 确保指针始终指向有效内存范围,越界访问会导致未定义行为
  • 两个指针相减的结果类型是 ptrdiff_t(定义在 <cstddef>),建议用此类型接收差值

基本上就这些。掌握指针算术的核心在于记住:加减的单位是“元素”,不是字节。编译器会自动处理字节偏移。只要类型明确,指针运算既安全又强大。

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标签:  算术 运算 指针 

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