C++のポインタとnewの使い方について

Question

前提・実現したいこと

現在，C＋＋とC言語を勉強しています．

ポインタの処理の流れがわからないので教えて下しさい．
main文の中の
int *p = 0とは何をやっているのでしょうか？

ポインタはsampleコードが勉強してしいるときに書いてあったのですが
int型のpというアドレスを作成し，そのアドレスにint i のアドレスを代入する

int *p, i; //int型の変数iとint型のポインタ
    p = &i;//pにiのアドレスを代入

またp = new int();に関してnewはメモリを確保するというイメージだったのですが，
ｐはすでにメモリが確保されているのではと思ったのですが？

発生している問題・エラーメッセージ

エラーメッセージ

該当のソースコード

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {
	int* p = 0;
	p = new int();
	*p = 1;
	cout << *p << endl;
	delete p;
	return 0;
}

試したこと

ここに問題に対して試したことを記載してください。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ここにより詳細な情報を記載してください。

Answer 1

main文の中の
int *p = 0とは何をやっているのでしょうか？

int* p = 0; の直後に
p = new int(); しているので、
= 0 に意味はありませんね。
「値が不定のままなのが気に入らないので0にしといた」くらいの意味かと。

またp = new int();に関してnewはメモリを確保するというイメージだったのですが，
ｐはすでにメモリが確保されているのではと思ったのですが？

pに確保されているのは"int領域を指すポインタ"であり、int領域そのものではありません。

int n = 3000;
int *p = new int[n]; // 3000個分のint領域を確保し、その先頭をpに代入
だったら「ｐはすでに(3000個分の)メモリが確保されているのでは」とは思わんでしょう。

Answer 2

int *p = 0とは何をやっているのでしょうか？

pにNULLを代入してます
NULLをいれることで、有効なアドレスが入っていないことを示しているんでしょう

---

ｐはすでにメモリが確保されているのではと思ったのですが？

アドレスが入る領域は確保されています。
しかし、そのアドレスが入っていません。このままではその変数は意味を持ちません
そこには、すでにある変数のアドレスを入れるか、メモリ領域を確保してそのアドレスを入れるかする必要があります

＃変数を定義しただけでは（ローカル変数は）デタラメの値が入っているため、そのままでは有効なアドレスかどうか判定できません。

Answer 3

int型のpというアドレスを作成し，そのアドレスにint i のアドレスを代入する

おそらくここに既に誤解があるような気がします。

まずは、変数の概念から、
int i; とすると、int型の変数iが宣言されます。
これは具体的には、メモリ上にint型のサイズ文の空間を予約して、iという変数をそれに割り当てることを指します。
変数とは、メモリ上の一定の領域の事なのです。
(実際にはレジスタの場合も～とかはありますが、ここはあくまで概念としての『メモリ』という事で)
変数の領域のサイズは型によって決まります。変数の宣言時に型の指定が必要なのはそのためです。
int型のサイズは環境によっても変わりますが、32bit(4Byte)という環境が多いです。

次にポインタ変数の場合はどうなるのか、
int *p; とすると、int型を指すポインタ変数pが宣言されます。
具体的には、ポインタ変数が格納すべきアドレスのサイズに合わせた空間がメモリ上に確保され、それにpという変数が割り当てられます。
アドレスのサイズはプログラムのbit数によっても変わり、32bitのプログラムであれば32bit、64bitのプログラムであれば64bitの領域が確保されます。
int *pと書いた時の型は、ポインタが指す先の型の指定であり、ポインタのサイズはこれには影響されません。
char*もdouble*もサイズは皆同じです。

ここから元のソースを見てみます。

int *p, i; //int型の変数iとint型のポインタ
    p = &i;//pにiのアドレスを代入

int *p; これで、メモリ空間上に64bitの領域が確保されます。仮にそのアドレスを0100だとします。 (実際には64bitなので16桁あります)
int i; これで、メモリ空間上に32bitの領域が確保されます。仮にそのアドレスを0108だとします。

p=&i; &iは、iのアドレスなので、0108です。なのでこれは
p=0x0108; になります。

pのために確保した、0100から始まる64bitのエリアに、0x0108という値が書き込まれるのです。

つまりは、ポインタ変数とは、ポインタというアドレスの値を格納するための領域なのです。

「pというアドレスを作成」ではなく、「pというアドレスを記録するエリアを確保する」
と考えると、分かりやすいかと思います。

またp = new int();に関してnewはメモリを確保するというイメージだったのですが，

ｐはすでにメモリが確保されているのではと思ったのですが？

p = new ～; というのもそれと同じです。

**「確保したpというアドレス置き場」に「newで確保した別のメモリのエリアの先頭アドレス」**を書き込む。

という動作になります。
pもnewで確保したエリアも、両方メモリ上に確保されているのです。

ちなみに、

int *p = 0とは何をやっているのでしょうか？

これ自体にはあまり意味はありません。C言語やC++では変数の初期値は不定なので、明示的に0=NULLでクリアしているだけかと思います。
変な値が入っていると、それが何か意味のあるアドレスなのかな？と勘違いする可能性もありますので。
NULLを入れておけば、確実に空なんだなと分かります。
(今回は直後で使っているのでほんとに意味はないですが、たぶん念のためでしょう)

Comments

[NR4200]

丁寧な説明ありがとうございました．

また疑問点があれば質問を上げると思うのでその際はよろしくお願いします