C++ ポインタまとめ

C++のポインタ一覧

ポインタの使い方とか場面とかをそれぞれ紹介する.
たまに迷うことはある.
C言語とほぼ一緒.

変数へのポインタ

int a = 5;
int *a_p = &a;                    // aのアドレスを代入
cout << "a   :" << a << endl;     // value
cout << "*a_p:" << *a_p << endl;  // value
cout << "&a  :" << &a << endl;    // address
cout << " a_p:" << a_p << endl;   // address

注意

int *a_p = &a;      // *a_pに&aを代入しているのでは無い.

の部分は

main

// int *a_p = &a;   // a_pに&aを代入している.
int *a_p;
a_p = &a;          

と同じ. ここの理解を間違えているとポインタを理解できない.

int *a_p = &a;　　　// このように書くことが私は多いが,
int* a_p = &a;     // このように書いた方がいいのかもしれない
int* a_p, b_p;      // b_pはint型になってしまう (o o)

配列へのポインタ

main

int array[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6};
int *arrPt = array;
cout << "array   :" << array << endl;     //address
cout << "arrPt   :" << arrPt << endl;     //address
cout << "array[0]:" << array[0] << endl;  // value
cout << "*arrPt  :" << *arrPt << endl;    // value(== array[0])
cout << "arrPt[1]:" << arrPt[1] << endl;  // value(== array[1])
// ポインタを加算したら何がおこる？
cout << "*(++arrPt) :" << *(++arrPt) << endl;  // value(== array[1])
cout << "*arrPt     :" << *arrPt << endl;      // value(== array[1])

関数の引数

よくある配列要素のswap関数を例にする.
c++では参照渡しが使えるのでこちらも紹介

void swap1(int *a, int *b) {// ポインタ渡し
    cout << "swap1" << endl;
    cout << " a:" << a << endl;   // address
    cout << "*a:" << *a << endl;  // value
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}
void swap2(int &a, int &b) {// 参照渡し
    cout << "swap2" << endl;
    cout << &a << endl;  // address
    cout << a << endl;   // value
    int t = a;
    a = b;
    b = t;
}

main

int array[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6};
swap1(&array[0], &array[2]);
cout << array[0] << endl;
cout << array[2] << endl;
swap2(array[0], array[2]);
cout << array[0] << endl;
cout << array[2] << endl;

構造体へのポインタ

構造体をポインタとして宣言する時がある.
=> 構造体へのポインタを宣言・定義する時がある
例えば木構造のクラスを作った時に, ノードを構造体とした場合, 子への参照には構造体のポインタを使うだろう.

struct myStruct {
    int cost;
    int index;
    myStruct *next;  // 次の要素を構造体として定義
    myStruct(int c, int i) : cost(c), index(i) {}
};

main

myStruct stu = myStruct(50, 0);
myStruct *stuPtr = new myStruct(100, 1); // newを使う
stuPtr->next = &stu;                  // ポインタでは要素の参照に -> を使う
stu.next = stuPtr;                    //   でなければ           . を使う
cout << stu.cost << endl;             //50
cout << stuPtr->cost << endl;         // 100
cout << stu.next->index << endl;      //1
cout << stuPtr->next->index << endl;  // 0

注意

ポインタで定義する時はnewを用いて, メモリの確保を動的に行う.

myStruct *stuPtr;

みたいに定義していると, コンパイルはできるけれど出力で以下のような文言がでる.

$ zsh: segmentation fault  ./a.out

構造体をポインタっぽく扱う方法（追記）

2件目のコメントよりoperatorを用いた云々の話です。多分こういう事？をおっしゃっている.

struct Node {
    int value;
    Node(int v) : value(v) {
        cout << "called constructor" << endl;
    }
    // ここ
    Node *
    operator->() {
        cout << "called -> operator" << endl;
        return this;  // pointer
    }
    void show() {
        cout << "value is " << value << endl;
    }
};

main

Node node = Node(777);
node->show();
cout << node->value << endl;

コラム：そもそもnewって何なん？

int *x;
x = new int();
*x = 5;
cout << "x :" << x << endl;
cout << "*x:" << *x << endl;

newは指定した型へのメモリを動的に確保してくれる.
型っていうのはクラスとか構造体.
クラスのコンストラクタに引数いらないなら( )はいらん.

cout << "new int():" << new int() << endl; // address
cout << "new int  :" << new int << endl;   // address

最後に

他に何かポインタの使い方があったら書き加える. 気分がのれば
あ、全体のソースコードものせておく。この記事はこれの抜粋

pointerTest.cpp

#include <iostream>
using namespace std;

struct myStruct {
    int cost;
    int index;
    myStruct *next;
    myStruct(int c, int i) : cost(c), index(i) {}
};
struct Node {
    int value;
    Node(int v) : value(v) {
        cout << "called constructor" << endl;
    }
    Node *
    operator->() {
        cout << "called -> operator" << endl;
        return this;  // pointer
    }
    void show() {
        cout << "value is " << value << endl;
    }
};
// ポインタ渡し
void swap1(int *a, int *b) {
    cout << "swap1" << endl;
    cout << " a:" << a << endl;   // address
    cout << "*a:" << *a << endl;  // value
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}
// 参照渡し
void swap2(int &a, int &b) {
    cout << "swap2" << endl;
    cout << "&a:" << &a << endl;  // address
    cout << " a:" << a << endl;   // value
    int t = a;
    a = b;
    b = t;
}
int main(void) {
    cout << "Variable" << endl;
    int a = 5;
    int *a_p = &a;
    cout << "a   :" << a << endl;     // value
    cout << "*a_p:" << *a_p << endl;  // value
    cout << "&a  :" << &a << endl;    // address
    cout << " a_p:" << a_p << endl;   // address
    cout << endl;
    cout << "Array" << endl;
    int array[] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6};
    int *arrPt = array;
    cout << "array   :" << array << endl;          //address
    cout << "arrPt   :" << arrPt << endl;          //address
    cout << "array[0]:" << array[0] << endl;       // value
    cout << "*arrPt  :" << *arrPt << endl;         // value
    cout << "arrPt[1]:" << arrPt[1] << endl;       // value == array[1]
    cout << "*(++arrPt) :" << *(++arrPt) << endl;  // value
    cout << "*arrPt     :" << *arrPt << endl;      // value
    cout << endl;
    cout << "Function" << endl;
    swap1(&array[0], &array[2]);
    cout << array[0] << endl;
    cout << array[2] << endl;
    swap2(array[0], array[2]);
    cout << array[0] << endl;
    cout << array[2] << endl;
    cout << endl;
    
    cout << "what's new <classT>" << endl;
    int *x;
    x = new int();
    *x = 5;
    cout << "int *x;" << endl;
    cout << "x = new int();" << endl;
    cout << "*x = 5;" << endl;
    cout << "x :" << x << endl;
    cout << "*x:" << *x << endl;
    cout << "new int():" << new int() << endl;
    cout << "new int  :" << new int << endl;
    cout << endl;
    cout << "Struct Pointer " << endl;
    myStruct stu = myStruct(50, 0);
    myStruct *stuPtr = new myStruct(100, 1);
    stuPtr->next = &stu;
    stu.next = stuPtr;
    cout << stu.cost << endl;             //50
    cout << stuPtr->cost << endl;         // 100
    cout << stu.next->index << endl;      //1
    cout << stuPtr->next->index << endl;  // 0

    Node node = Node(777);
    node->show();
    cout << node->value << endl;
    return 0;
}