C++指针与迭代器解析

"C++基础讲义第五部分：指针与迭代器" 在C++编程语言中，指针和迭代器是两个重要的概念，尤其对于理解和操作动态内存分配至关重要。本讲义源自加拿大蒙特利尔协和大学计算机本科专业的C++教学资料，旨在从基础到深入地讲解这两个主题。 5.1 指针与动态内存分配 C++与Java的一个显著区别在于，C++中的动态内存分配和释放是显式的，需要程序员编写代码来完成，而Java则是隐式的，由内置系统代码自动处理。虽然不能严格地说Java没有指针，但可以肯定的是Java不支持直接访问指针。 指针是一个变量，它存储了另一个变量的内存地址。与C++中的所有变量一样，指针也有类型。这个类型取决于指针所指向的对象。例如，一个指向整型变量的指针称为"指针到int"，写作int*。对于任何类型T，都有对应的类型T*，即指向T类型的指针。 为了给指针赋值，我们需要获取地址。这可以通过两种方式实现：一是使用&运算符获取变量的地址，二是使用new运算符动态创建对象并返回其地址。new运算符不仅分配内存，还可以初始化对象，而delete运算符用于释放由new分配的内存，防止内存泄漏。 5.2 迭代器 迭代器是C++中更抽象的概念，它提供了一种遍历容器（如数组、列表、集合等）元素的方法，而无需暴露底层的实现细节。迭代器可以被看作是一种通用的指针，它允许我们像操作指针一样操作容器的元素，但具有更高的抽象层次。迭代器提供了诸如递增、递减、访问当前指向元素以及判断是否相等或不等的操作。 迭代器的主要优点是它们与容器类型无关，这意味着不论容器内部如何实现，只要提供相应的迭代器接口，就可以用相同的方式遍历容器。迭代器通常有五种不同的迭代器类别，分别是输入迭代器、输出迭代器、前向迭代器、双向迭代器和随机访问迭代器，每种迭代器类别提供了不同程度的功能。 指针和迭代器都是C++中强大的工具，它们允许程序员灵活地处理内存和数据结构。指针提供了对内存的直接控制，而迭代器则为访问和操作容器中的元素提供了一种更加安全和抽象的方式。理解并熟练运用这两个概念是掌握C++编程的关键步骤。