C++指针、引用

亦凉 2021-06-22 15:37 477阅读 0赞

### 1、取地址运算符、间接寻址运算符： ###

*  & 取地址运算符，返回变量的内存地址（指针）。
 *  \* 是间接寻址运算符（解引用），是 & 运算符的补充，返回变量所指定地址的变量的值。

#include <iostrem>
    
    using namespace std;
    
    main() {
      int var;
      int *p;
      int val;
    
      var = 3000;
      
      p = &var;
      
      val = *p;
    
      cout<<var<<endl;
      cout<<p<<endl;
      cout<<val<<endl;
    }

输出：3000、0xbff64494、3000

### 2、指针： ###

指针是一个包含了另一个变量地址的变量，变量可以是任意的数据类型，包括对象、结构、函数或者指针。必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。

**2.1）指针变量定义：**

1）type \*var-name; 定义一个指定类型的指针变量。（注：这里的\*和上面的间接寻址运算符不一样）

int *p;//一个整型指针
    float *f;//一个浮点型指针
    char *ch;//一个字符型指针

所有指针的值的实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，都是一样的，都是一个代表内存地址的长的十六进制数。不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

2）使用指针：

*  使用指针时会频繁进行以下几个操作：定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。
 *  访问指定地址的变量的值，是使用\*（解指针运算符）获取指向的类型变量。

**2.2）对象指针**

对象指针就是指向一个对象类型的指针，和其他类型的指针变量一样。

1）对象指针的定义：

类名 \*对象指针名；

2）对象指针的使用：

和一般指针一样，使用解引用运算符（\*）找到指针的内容——是一个对象，接下来可以用对象的点运算符（.）访问对象内部的属性和方法。

不过上述过程比较麻烦，C++中提供了一个->运算符，对象指针可以通过该运算符来访问对象的属性和方法。

#include <iostream>
    
    using namespace std;
    class Point {
      public:
        Point(int a,int b):x(a),y(b){}
        int getX() {
          return x;
        }
        int getY() {
          return y;
        }
      private:
        int x,y;
    };
    
    main() {
      Point p(1,2);
      cout<<"x:"<<p.getX()<<",y:"<<p.getY()<<endl;
    
      Point *pp = &p;//定义对象指针，用p的地址初始化
      cout<<"x:"<<pp->getX()<<",y:"<<pp->getY()<<endl;
      cout<<"x:"<<(*pp).getX()<<",y:"<<(*pp).getY()<<endl;
    }

3）this指针：

指向当前对象自己的指针。我们先来想一个问题：假设我们构造出很多个对象，当使用某个对象.方法来调用该对象的方法时，系统是如何知道该把哪个对象的属性、方法返回回来？

答案就是：

*  this指针隐含于类的每个非静态成员函数中；
 *  当通过对象调用成员函数时，系统先将该对象的地址赋给this指针，然后调用成员函数，成员函数对对象的数据成员进行操作时，就隐含使用了this指针；例如：return x; 相当于 return this.x;

**2.3）函数指针**

函数指针就是指向一个函数的指针（实际上代码中的函数也是有地址的），指向函数的首地址。

1）函数指针的定义：

数据类型 (\*函数指针名)(参数表)；

2）为什么使用函数指针？

我们都知道，函数都是通过函数名来访问的，函数指针的典型用途——实现函数回调。

*  通过函数指针调用函数：将函数的指针作为参数传递给一个函数，使得在处理类似事件的时候可以灵活的使用不同方法；
 *  调用者不关系谁是被调用者；

3）函数指针使用：

*  先定义一个函数A，某个参数是函数指针类型；
 *  定义具体函数B，在main方法中调用函数A时，把函数B的地址传递进去（通过取地址运算符）；

#include <iostream>
    
    using namespace std;
    
    int compute(int x,int y,int(*fun)(int,int)){
      return fun(x,y);
    }
    
    int max(int x,int y) {
      return (x>y)?x:y;
    }
    
    int sum(int x,int y) {
      return x+y;
    }
    
    main() {
      int z = compute(10,3,&max);
      cout<<"max:"<<z<<endl;
    
      z = compute(10,3,&sum);
      cout<<"sum:"<<z<<endl;
    }

### 3、引用： ###

引用就是某一变量（目标）的一个别名，对引用的操作与对变量直接操作完全一样（反之也一样）。使用&作为引用的时候，必须在定义时候就进行初始化，若不进行初始化则会编译报错。

1）引用变量的定义：

通过&定义了一个引用变量，类型名 &别名 = var;

#include <iostream>
    
    using namespace std;
    
    main() {
      int n;//default 0
      int &rn = n;
    
      cout<<"n:"<<n<<",rn:"<<rn<<endl;
      
      n=10;
      cout<<"n:"<<n<<",rn:"<<rn<<endl;
    
      rn--;
      cout<<"n:"<<n<<",rn:"<<rn<<endl;
    }

输出：

n:0,rn:0

n:10,rn:10

n:9,rn:9

2）引用和指针的区别：

*  引用被创建的同时必须被初始化（指针则可以在任何时候被初始化）。
 *  不能有NULL引用，引用必须与合法的存储单元关联（指针则可以是NULL）。
 *  一旦引用被初始化，就不能改变引用的关系（指针则可以随时改变所指的对象）。
 *  引用没有const，指针有const，const的指针不可变；
 *  “sizeof 引用”得到的是所指向的变量(对象)大小，而“sizeof 指针”得到的是指针本身的大小；
 *  指针和引用的自增(++)运算意义不一样；

*  引用是类型安全的，而指针不是 (引用比指针多了类型检查）

为了进一步加深大家对指针和引用的区别，下面我从编译的角度来阐述它们之间的区别：

程序在编译时分别将指针和引用添加到符号表上，符号表上记录的是变量名及变量所对应地址。指针变量在符号表上对应的地址值为指针变量的地址值，而引用在符号表上对应的地址值为引用对象的地址值。符号表生成后就不会再改，因此指针可以改变其指向的对象（指针变量中的值可以改），而引用对象则不能修改。

### 4、指针的引用： ###

指针是一种类型，所以可以有指针的引用，但是没有引用的指针。

1）指针的引用定义：

类型 \*&变量 = 指针；

*  因为是引用，所以声明时需要赋值
 *  指针的引用比较特殊，本质上就是一个指针的别名，所以使用上和指针一样。

main() {
     int i=5;
      int *p = &i;
      int *&pr = p;//指针的引用，与p指向同一个变量i
    
      cout<<"i:"<<*p<<" "<<*pr<<endl;
    
      i = 10;
      cout<<"i:"<<*p<<" "<<*pr<<endl;
    
      cout<<"address:"<<p<<" "<<pr<<endl;//指针的引用其它就是指针p的一个别名和p有相同的地址
      pr = NULL;//该引用比较特殊，本质也是个指针，所以可以赋null
      cout<<"address:"<<p<<" "<<pr<<endl;
    }

输出：

i:5 5

i:10 10

address:0x7fff1810cd5c 0x7fff1810cd5c

address:0 0

2）函数传参：

见

### 5、指针的指针： ###

1）指针的指针定义：

类型 \*\*变量名

指向指针的指针是一种多级间接寻址的形式。通常，一个指针包含一个变量的地址，当我们定义一个指向指针的指针时，第一个指针包含了第二个指针的地址，第二个指针指向包含实际值的位置。

所以，需要使用两层解引用才能获取到指针的指针指向的内容。

main() {
    
      int a = 2;
      int *ptr = &a;
      int **pptr = &ptr;
    
      cout<<"a:"<<a<<",ptr:"<<*ptr<<",pptr:"<<**pptr<<endl;
      a  =10;
      cout<<"a:"<<a<<",ptr:"<<*ptr<<",pptr:"<<**pptr<<endl;
    }

输出：

a:2,ptr:2,pptr:2

a:10,ptr:10,pptr:10

2）函数传参：

见

### 6、总结： ###

&有两种用法：

*  取地址运算符，赋值给指针变量；
 *  引用变量、参数；

\*有两种用法：

*  间接寻址运算符（解引用）；
 *  定义指针变量；

**注**：在googleC++规范中，声明指针变量或参数时, 星号与类型或变量名紧挨都可以。如：

//空格前置
    char *c;
    const string &str;
    
    //空格后置
    char* c;
    const string& str;