C 指標和引用的用法

一、基本知識

指標和引用的宣告方式：

宣告指標： char* pc;

宣告引用： char c = 'a'

char& rc = c;

它們的區別：

①從現象上看，指標在執行時可以改變其所指向的值，而引用一旦和某個物件繫結後就不再改變。這句話可以理解為：指標可以被重新賦值以指向另乙個不同的物件。但是引用則總是指向在初始化時被指定的物件，以後不能改變，但是指定的物件其內容可以改變。

②從記憶體分配上看，程式為指標變數分配記憶體區域，而不為引用分配記憶體區域，因為引用宣告時必須初始化，從而指向乙個已經存在的物件。引用不能指向空值。

③從編譯上看，程式在編譯時分別將指標和引用新增到符號表上，符號表上記錄的是變數名及變數所對應位址。指標變數在符號表上對應的位址值為指標變數的位址值，而引用在符號表上對應的位址值為引用物件的位址值。符號表生成後就不會再改，因此指標可以改變指向的物件（指標變數中的值可以改），而引用物件不能改。這是使用指標不安全而使用引用安全的主要原因。從某種意義上來說引用可以被認為是不能改變的指標。

④不存在指向空值的引用這個事實意味著使用引用的**效率比使用指標的要高。因為在使用引用之前不需要測試它的合法性。相反，指標則應該總是被測試，防止其為空。

⑤理論上，對於指標的級數沒有限制，但是引用只能是一級。如下：

int** p1; // 合法。指向指標的指標

int*& p2; // 合法。指向指標的引用

int&* p3; // 非法。指向引用的指標是非法的

int&& p4; // 非法。指向引用的引用是非法的

注意上述讀法是從左到右。

#include "stdio.h"
int main(void)

二、作為引數傳遞

利用引用的這個特性，可以用它作為函式的傳出引數。如程式3：

#include #include using namespace std;
int newevaluation(string& astr)
int main(void)

當然程式3引用傳遞的方式也可以寫成指標傳遞的方式，如程式5：

#include #include using namespace std;
int newevaluation(string* const astr)
int main(void)

三、函式指標和函式引用

函式指標是c++最大的優點之一。和使用普通指標相比，高階程式設計師只要有可能都更願意使用引用，因為引用更容易處理一些。然而，當處理函式時，函式引用對比函式指標就未必有這個優勢了。現有的**很少使用函式引用。下面將向介紹如何函式指標、如何使用函式引用以及分別在什麼情況下使用它們。

① 函式指標的例子

#include void print(int i)
void multiply(int& ndest, int nby)
void print_something()
int sayhello()
int main()

② 函式引用的例子

#include void print(int i)
void print2(int i)
void multiply(int& ndest, int nby)
void print_something()
int sayhello()
int main()

總結：

函式指標的宣告使用方式：

《想要指向的函式之返回型別》(*函式指標的名稱)《想要指向的函式之引數型別…>

如要想宣告乙個函式指標指向以下函式：

void print(int i)

那麼就可以如下操作：

void (*pfunction)(int);

然後如下用函式的位址給pfunction賦值：

pfunction = &print;

在然後，pfunction就可以和函式print一樣使用了，比如，

pfunction(1)；

等等。函式引用的宣告和使用方式：

《欲引用的函式之返回型別》(&函式引用的名稱)《欲引用的函式之引數型別…>=《欲引用的函式的名稱》，至所以如此，是引用在宣告的時候必須初始化，引用不能指向空值。

如要想宣告乙個函式引用指向以下函式：

void print(int i)

那麼就可以如下操作：

void (&rfunction)(int)=print;

在然後，rfunction就可以和函式print一樣使用了，比如，

rfunction(1)；

等等。四、const修飾指標和引用

大致而言，const修飾指標和引用分三種情況，即const修飾指標、const修飾引用和const修飾指標的引用。下面分別討論之。

① const修飾指標

const修飾指標又分為三種情況，即const修飾指標本身、const修飾指標所指的變數（或物件）以及const修飾指標本身和指標所指的變數（或物件）。

a. const修飾指標本身

在這種情況下，指標本身是常量，不能改變，任何修改指標本身的行為都是非法的，例如：

double pi = 3.1416;            
double* const pi = π
double alpha = 3.14;
pi = α                   // 錯誤。因為指標pi是常量，不能再被改變。
*pi = alpha;              // ok。雖然指標pi不能被改變，但指標所指的變數或者物件可變。

b. const修飾指標指向的變數（或物件）

在這種情況下，指標本身可以改變，但const所修飾的指標所指向的物件不能被改變，例如：

double pi = 3.1416;
const double* pi = π
double alpha = 3.14;
*pi = alpha;    // 錯誤。因為pi所指向的內容是常量，因此*pi不能被改變。
pi = α         // ok。雖然指標所指的內容不能被改變，但指標pi本身可改變。從而通過這種方式改變*pi。

c. const修飾指標本身和指標所指向的變數（或物件）

在這種情況下，指標本身和指標指向的變數(或物件)均不能被改變，例如：

double pi = 3.146;
const double* const pi = π
//double const* const pi = π
cout << "pi = " << pi << endl;
cout << "*pi = " << *pi << endl;
double alpha = 3.14;
//*pi = alpha;            // 錯誤。因為pi所指向的內容是常量，因此*pi不能被改變。
//pi = α                 // 錯誤。因為指標pi是常量，不能再被改變。

② const修飾引用

const修飾引用沒有指標修飾指標那麼複雜，只有一種形式。引用本身不能被改變，但所指向的物件是可以被改變的，見上面「一、基本知識」。

double pi = 3.1416;
//const double& pi = pi;
double const& pi = pi;                  //和上面一句是等價的
//double& const pi = pi;                //有問題。很多編譯器會產生warning
cout << pi << endl;

③ const修飾指標引用

我們用例子來說明。

double pi = 3.14;
const double* ppi = π
//const double*& rpi = π             //錯誤。不能將double* 轉換成const double *&
const double*& rpi = ppi;               //ok。宣告指標引用的正確方法

說明：const double*& rpi = π 為什麼會出現錯誤呢？我們知道，引用是被引用物件的別名，正因為如此，由於rpi是ppi的別名，因此rpi和ppi的型別必須完全一致。從上面的**段我們可以看到，rpi的型別是const double*，而&pi的型別是double*，因此這句程式是錯誤的。

下面這段**和 ① 中的b中的情形對應（即內容不可變，指標可變）：

double pi = 3.1416;
double api = 3.14;
const double* ppi = π
const double* papi = &api;
const double*& rpi = ppi;
const double*& rapi = ppi;
*rapi = api;                 // 錯誤。指標所指向的值不能被直接改變
rapi = papi;               // ok。指標本身可以被改變

指標引用的用法還有其它的情形，由於罕用，故此不談及。

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