使用C++指針數組進行多元素存儲和訪問

一、指針數組的定義和基本使用

指針數組是指一個數組，其中的每個元素都是指針類型。指針可以指向各種數據類型，包括基本數據類型和自定義類數據類型。指針數組在C++程序中廣泛應用於存儲和訪問多個變量。

下面我們來看一個簡單的例子：定義一個整型指針數組，並將其初始化：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int* ptr[3];

    int a = 1, b = 2, c = 3;

    ptr[0] = &a;
    ptr[1] = &b;
    ptr[2] = &c;

    cout << *ptr[0] << endl;
    cout << *ptr[1] << endl;
    cout << *ptr[2] << endl;

    return 0;
}

運行結果：

1
2
3

在這個例子中，我們先定義了一個指針數組ptr，它包含三個元素，每個元素都是一個指向整型變量的指針。然後我們定義三個整型變量a、b、c，並將它們的地址存儲在ptr的對應元素中。最後，我們通過訪問指針數組ptr中元素的方式輸出了變量a、b、c的值。

二、指針數組在函數參數中的應用

指針數組廣泛應用於函數參數的傳遞，可以方便地進行多個參數的傳遞和修改。

下面我們以一個例子說明指針數組在函數參數中的應用：

#include <iostream>
using namespace std;

void swap(int* arr[]) {
    int* temp = arr[0];
    arr[0] = arr[1];
    arr[1] = temp;
}

int main() {
    int a = 1, b = 2;
    int* arr[2] = {&a, &b};

    cout << "Before swap: a=" << *arr[0] << ", b=" << *arr[1] << endl;

    swap(arr);

    cout << "After swap: a=" << *arr[0] << ", b=" << *arr[1] << endl;

    return 0;
}

運行結果：

Before swap: a=1, b=2
After swap: a=2, b=1

在這個例子中，我們定義了一個swap函數，它的參數是一個整型指針數組。函數內部我們用temp變量存儲arr[0]指向的值，然後將arr[1]指向的值賦值給arr[0]，最後將temp的值賦值給arr[1]，完成了a、b變量值的交換。

三、指針數組的動態內存分配

指針數組也可以進行動態內存分配，這樣就可以在程序運行時根據需要調整內存的大小。

下面我們以一個動態添加元素的例子說明指針數組的動態內存分配：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int size = 3;
    int** arr = new int*[size];

    for (int i = 0; i < size; i++)
        arr[i] = new int[i+1];

    for (int i = 0; i < size; i++) {
        for (int j = 0; j <= i; j++)
            arr[i][j] = j+1;

        for (int j = 0; j <= i; j++)
            cout << arr[i][j] << " ";

        cout << endl;
    }

    for (int i = 0; i < size; i++)
        delete [] arr[i];

    delete [] arr;

    return 0;
}

運行結果：

1
1 2
1 2 3

在這個例子中，我們首先使用new關鍵字動態分配了一個指針數組arr，並指定其大小為3。然後我們使用for循環為指針數組的每個元素動態分配內存，並將其初始化為1至i+1的自然數序列。最後，我們通過嵌套的for循環遍歷指針數組，輸出結果。

注意，我們在程序結束時還需要用delete關鍵字釋放指針數組所佔用的內存，否則會造成內存泄漏。