C++ 指针变量的加减及比较

1、指针自增

指针自增是指使用自增运算符 (++) 来修改指针的值，使其指向下一个内存地址。指针的自增操作依赖于指针所指向的数据类型的大小。在程序中使用指针代替数组，因为变量指针可以自增，而数组不能自增，数组可以看成一个指针常量。以便顺序访问数组中的每一个元素。

例如，

#include <iostream>
using namespace std;
const int MAX = 3;
int main ()
{
   int  var[] = {10, 50, 300};
   int  i, *ptr;
   /* 指针中的数组地址 */
   ptr = var;
   for ( i = 0; i < MAX; i++)
   {
      printf("存储地址：var[%d] = %p\n", i, ptr );
      printf("存储值：var[%d] = %d\n", i, *ptr );
      /* 指向下一个位置 */
      ptr++;
   }
   return 0;
}

2、指针自减

指针自减（-- 操作符）是指将指针移动到内存中前一个元素的位置。这个操作基于指针指向的数据类型大小进行调整。在程序中使用指针循环遍历数组，还可以使用变量指针进行自减。

例如，

#include <iostream>
using namespace std;
const int MAX = 3;
int main ()
{
   int  var[] = {10, 40, 200};
   int  i, *ptr;
   /* 指针中最后一个元素的地址 */
   ptr = &var[MAX-1];
   for ( i = MAX; i > 0; i--)
   {
      printf("存储地址：var[%d] = %p\n", i-1, ptr );
      printf("存储值：var[%d] = %d\n", i-1, *ptr );
      /* 指向下一个位置 */
      ptr--;
   }
   return 0;
}

3、指针的加法和减法

指针加法将指针加上一个整数值时，指针会移动到后续元素的位置。增加的值是基于指针所指向的数据类型的大小（以字节为单位）。对于 int* 指针，每次加 1 表示增加 sizeof(int) 个字节。对于 double* 指针，每次加 1 表示增加 sizeof(double) 个字节。指针减法将指针减去一个整数值时，指针会移动到前面的元素位置。

#include<iostream>
using namespace std;

int main() {
    int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int* ptr = arr;  // 指向数组的第一个元素

    std::cout << "Initial pointer value: " << *ptr << "\n";

    ptr++;  // 移动到下一个元素
    std::cout << "After ptr++: " << *ptr << "\n";

    ptr += 2;  // 再向前移动两个元素
    std::cout << "After ptr += 2: " << *ptr << "\n";

    ptr--;  // 移动到前一个元素
    std::cout << "After ptr--: " << *ptr << "\n";

    ptr -= 2;  // 回到起始位置
    std::cout << "After ptr -= 2: " << *ptr << "\n";

    return 0;
}

4、比较指针

指针变量除了可以参与加减运算，还可以参与比较运算，如 ==、< 和 >。当对指针变量进行比较运算时，比较的是指针变量本身的值，也就是数据的地址。如果地址相等，那么两个指针就指向同一份数据，否则就指向不同的数据。

例如，

#include <iostream>
using namespace std;
const int MAX = 3;
int main ()
{
   int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int* ptr1 = &arr[1];  // 指向第二个元素
    int* ptr2 = &arr[3];  // 指向第四个元素

    // 比较指针
    if (ptr1 < ptr2) {
        std::cout << "ptr1 is before ptr2 in memory\n";
    } else {
        std::cout << "ptr1 is not before ptr2 in memory\n";
    }
    
   int  var[] = {10, 80, 190};
   int  i, *ptr;
   /* 指针中第一个元素的地址 */
   ptr = var;
   i = 0;
   while ( ptr <= &var[MAX - 1] )
   {
      printf("存储地址：var[%d] = %p\n", i, ptr );
      printf("存储值：var[%d] = %d\n", i, *ptr );
      /* 指向下一个位置 */
      ptr++;
      i++;
   }
   return 0;
}

5、指针之间的距离

指针相减可以计算两个指针之间的距离（以元素为单位）。这通常用于数组中，计算两个元素之间的偏移量。指针之间的距离可以通过指针的减法操作来计算。指针的减法计算的是两个指针所指向元素之间的偏移量，结果以 元素的数量 表示，而不是以字节数表示。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int* ptr1 = &arr[1];  // 指向第二个元素
    int* ptr2 = &arr[4];  // 指向第五个元素

    // 计算两个指针之间的距离
    // 使用 ptrdiff_t 类型
    std::ptrdiff_t distance = ptr2 - ptr1;  
    std::cout << "Distance between ptr1 and ptr2: "
    << distance << "\n";

    return 0;
}