13.4　指针

指针允许你高效地表示复杂的数据结构，更改作为参数传递给函数和方法的值，并且更准确而高效地处理数组。在本章的结尾处，我们还会提示在Objective-C语言中，指针对于对象实现的重要性。

第8章“继承”中讲述了Point和Rectangle类，以及如何对同一对象实现多个指引时，介绍了指针的概念。

要了解指针操作方式，首先必须明白间接寻址（indirection）的概念。在日常生活中我们已经习惯了这种说法。比如，假设需要为我的打印机买一个彩色墨盒。在我工作的公司，所有的采购活动都由采购部门负责的。所以，可以打电话给负责采购的Jim，让他为我订购一个新墨盒。Jim将打电话给本地供应商店来订购该墨盒。这样，事实上我获得新墨盒的方式就是间接的，因为我并没有直接从供应商店处订购墨盒。

这种间接方式同样是Objective-C中指针的工作方式。指针提供了间接访问特定数据项值的途径。有理由认为通过采购部门订购墨盒很有道理（比如，不必了解从哪家供应商店订购墨盒），所以也有很好的理由认为有时在Objective-C中使用指针很有道理。

说得足够多了，应该看看指针的工作方式了。假设已经定义了一个名为count的变量，如下所示：

int count=10；

还可以通过以下声明定义一个名为intPtr的变量，它将允许间接访问count的值：

int*intPtr；

星号向Objective-C系统定义变量intPtr是int的指针类型。这表示intPtr在这个程序中用于间接访问一个或多个整型变量的值。

在前面的程序中，学习了如何在scanf调用中使用＆运算符。在Objective-C语言中，它是一元运算符，又称为地址运算符，用来得出变量的指针。所以，如果x是特定类型的变量，那么符号＆x就是该变量的指针。如果需要，符号＆x可以赋值给任何已经声明为与x同类的指针变量。

所以，给出count和intPtr的定义，可以编写如下表达式

intPtr=＆count；

设置intPtr和count之间的间接引用。地址运算符的作用是将指向变量count的指针而不是count的值赋给变量intPtr。图13-1描述了intPtr和count之间的关系。方向线说明intPtr并不直接包含count的值，而是包含变量count的指针这一概念。

图　13-1　指向整型数据的指针

要通过指针变量intPtr引用count的内容，可以使用间接寻址运算符，即星号（*）。如果x是int类型，那么语句

x=*intPtr；

会将intPtr间接指向的值赋给变量x。因为之前将intPtr设置为指向count，所以这个语句的作用就是将变量count的数值10赋给变量x。

代码清单13-8结合了之前的语句，演示两个基本的指针运算符：地址运算符（＆）和间接寻址运算符（*）。

代码清单13-8

//Program to illustrate pointers

import＜Foundation/Foundation.h＞

int main（int argc, char*argv[]）

{

NSAutoreleasePool*pool=[[NSAutoreleasePool alloc]init]；

int count=10，x；

int*intPtr；

intPtr=＆count；

x=*intPtr；

NSLog（@“count=%i, x=%i”，count, x）；

[pool drain]；

return 0；

}

代码清单13-8输出

count=10，x=10

变量count和x以常规方式声明为整型变量。在下一行，变量intPtr声明为“int指针”类型。注意这两个声明行可以合并为一行，如下所示：

int count=10，x，*intPtr；

然后，对变量count应用地址运算符，它的作用就是创建该变量的指针。然后程序将该指针赋给变量intPtr。

程序中下一条语句

x=*intPtr；

的执行过程如下：间接运算符告知Objective-C系统创建变量intPtr，它包含指向另一个数据项的指针。然后这个指针用来访问所需的数据项，该数据项的类型是由指针变量的声明指定的。因为在声明该变量时，已告知编译器intPtr指向整数，所以编译器知道表达式intPtr指向的是整型数据值。而且，因为在前面的程序语句中，已经将intPtr设为指向整型变量count的指针，所以count的值可以使用表达式intPtr间接访问。

代码清单13-9演示了指针变量一些有趣的属性。这里用到了指向字符的指针。

代码清单13-9

import＜Foundation/Foundation.h＞

int main（int argc, char*argv[]）

{

NSAutoreleasePool*pool=[[NSAutoreleasePool alloc]init]；

char c=‘Q’；

char*charPtr=＆c；

NSLog（@“c%c”，c，*charPtr）；

c=‘/’；

NSLog（@“c%c”，c，*charPtr）；

*charPtr=‘（’；

NSLog（@“c%c”，c，*charPtr）；

[pool drain]；

return 0；

}

代码清单13-9输出

Q Q

//

（（

定义了字符变量c并且将其初始化为字符‘Q’。在程序的下一行代码中，变量charPtr定义为“char指针”类型，意思是无论存储在该变量中的是什么值，都应该看作字符的间接引用（即指针）。你将注意到可以使用常规方式给这个变量赋初值。在程序中赋给charPtr的值是指向变量c的指针，它是通过在变量c前面加上地址运算符得到的（注意如果在该语句之后定义c，那么这个初始化语句将产生编译错误，因为必须在表达式中引用变量的值之前声明这个变量）。

变量charPtr的声明和初始值的分配都可以等效地使用如下两个语句表示：

char*charPtr；

charPtr=＆c；

（而不是像前一行声明暗示的那样，通过语句

char*charPtr；

*charPtr=＆c；

表示）。

始终记住在Objective-C语言中，将指针设置指向一些值之前，指针的值是没有意义的。

第一个NSLog调用仅仅显示变量c的内容以及charPtr所引用的变量内容。因为你将charPtr设为指向变量c，所以显示的就是c的内容，在程序输出的第一行就能得到验证。

该程序的下一行，将字符‘/’赋给字符变量c。因为charPtr仍然指向变量c，所以最后的NSLog语句中显示charPtr的值就正确地显示为c的新值。这是非常重要的概念。除非更改charPtr的值，否则表达式charPtr总是访问c的值。这样，当c的值发生变化时，*charPtr的值也相应地改变。

前面的讨论有助于理解程序中的下一条语句的工作方式。我们提到过，除非更改charPtr，否则表达式*charPtr将总是引用c的值。所以，在以下表达式中

*charPtr=‘（’；

将左括号赋给c。从形式上说是将字符‘（’赋给charPtr指向的变量。你知道这个变量是c，因为在程序的开始将c的指针存入了charPtr。

上述概念是理解指针操作的关键。如果还不是很清楚，再回顾一下这些知识。

13.4.1　指针和结构

你已经看到如何将指针定义为指向基本数据类型（如int和char）。但是指针还可以指向结构。在本章的前面，定义了如下date结构：

struct date

{

int month；

int day；

int year；

}；

与使用下面的语句定义struct date类型的变量一样

struct date todaysDate；

也可以定义指向struct date变量的指针变量：

struct date*datePtr；

然后就可以用期望的方式使用刚才定义的变量datePtr。比如，可以使用下面的赋值语句将其设为指向变量todaysDate的指针：

datePtr=＆todaysDate；

如上赋值之后，就可以用如下方式通过datePtr间接访问date结构的任何成员：

（*datePtr）.day=21；

这个语句的作用是将datePtr指向的date结构中的day成员设置为21。括号是必需的，因为结构成员运算符比间接寻址运算符*的优先级别高。

要测试存储在datePtr指向的date结构中month成员的值，可以使用如下语句：

if（（*datePtr）.month==12）

……

因为经常用到结构指针，所以该语言中存在着一个特殊的运算符。结构指针运算符-＞，即短划线和紧跟其后的大于号，它允许将表达式

（*x）.y

更清楚地表示为

x-＞y

所以，前面的if语句可以方便地写为：

if（datePtr-＞month==12）

……

第一个说明结构的代码清单13-6通过结构指针的概念被重新改写。这个程序被改写成这里的代码清单13-10。

代码清单13-10

//Program to illustrate structure pointers

import＜Foundation/Foundation.h＞

int main（int argc, char*argv[]）

{

NSAutoreleasePool*pool=[[NSAutoreleasePool alloc]init]；

struct date

{

int month；

int day；

int year；

}；

struct date today，*datePtr；

datePtr=＆today；

datePtr-＞month=9；

datePtr-＞day=25；

datePtr-＞year=2009；

NSLog（@“Todays date is%i/%i/%.2i.”，

datePtr-＞month, datePtr-＞day, datePtr-＞year%100）；

[pool drain]；

return 0；

}

代码清单13-10输出

Todays date is 9/25/09.