引用與指標

1、引用

引用（reference）為物件起了另外乙個名字，引用型別引用（refer to）另外一種型別。通過將宣告符寫出&d的形式來定義引用型別，其中d是宣告的變數名。

一般在初始化變數時，初始值會被拷貝到新建的物件中，然後定義引用時，程式把引用和它的初始值繫結在一起，而不是將初始值拷貝給引用。一旦初始化完成，引用將和它的初始值一直繫結在一起。因為無法令引用重新繫結到另外乙個物件，因此引用必須初始化。

引用即別名。引用並非物件，相反的，它只是為乙個已經存在的物件所起的另外乙個名字。

int val = 1024;

int &refval1 = val; //refval指向val(是val的另外乙個名字)

int &refval2; //報錯：引用必須初始化

定義乙個引用之後，對其進行的所有操作都是在與之繫結的物件上進行的。為引用賦值，實際上是把值賦給了與引用繫結的物件；獲取引用的值，實際上是獲取了與引用繫結的物件的值；以引用作為初始值，實際上是以與引用繫結的物件作為初始值。

refval1 = 2; //把2賦給refval1所指向的物件，此處即賦給了val

int ii = refval1; //ii被初始化為val的值，與ii = val;執行結果相同

int &refval3 = refval1; //refval3繫結到了那個魚refval1繫結的物件上，即繫結到val上

因為引用本身不是乙個物件，所以不能定義引用的引用。

允許在一條語句中定義多個引用，其中每個引用識別符號都必須以&開頭。

幾乎所有引用的型別都要和與之繫結的物件嚴格匹配。

引用只能繫結在物件上，不能與字面值或某個表示式的計算結果繫結到一起。

int i = 1024, i2 = 2048; //i和i2都是int

int &r = i, r2 = i2; //r是乙個引用，與i繫結到一起，r2是乙個int

int i3 = 1024, &r3 = i3; //i3是int，r3是乙個引用，與i3繫結在一起

int &r3 = i3, &r4 = i2; //r3和r4都是引用

int &refval4 = 10; //錯誤：引用型別的初始值必須是乙個物件

double dval =3.14;

int &refval5 = dval; //錯誤：此處引用型別的初始值必須是int型物件

2、指標

定義：指標（pointer）是指向（point to）另外一種型別的復合型別。定義指標的型別的方法是將宣告符寫成*d的形式，其中d是變數名。如果在一條語句中定義了多個指標變數，每個變數前面都必須有符號。

int *ip1, *ip2; // ip1和ip2均為指向int型物件的指標

double dp, **dp2; //dp2為指向double型物件的指標，dp為double型物件

獲取物件的位址

指標存放某個物件的位址，獲取該位址需要使用取位址符（&）

在宣告語句中指標的型別實際上被用於指定它所指向物件的型別，所以除了兩種型別意外，其他所有指標的型別都要和它所指向的物件型別嚴格匹配。

因為引用不是物件，沒有實際的位址，所以不能定義指向引用的指標。

int ival = 42, &ref = ival;

int *p = &ival; //p存放變數ival的位址，或者說p是指向變數ival的指標

double dval;

double *pd = &dval; //初始值double型別物件的位址

double *pd2 = pd; //初始值是指向double物件的指標

int *pi = pd; //錯誤：指標pi的型別和pd的型別是不匹配的

指標的值

指向乙個物件

指向緊鄰物件所佔空間的下乙個位置

空指標，意味著沒有指向任何物件

無效指標，也就是上述情況之外的其他值

試圖拷貝或以其他方式訪問無效指標將引發錯誤，編譯器不負責檢查此類錯誤。

第2和第3種形式的指標雖然有效，但是由於沒有指向任何具體物件，所以試圖訪問此類指標物件的行為也不被允許。

利用指標訪問物件

指標指向乙個物件，則允許使用解引用符（*）來訪問該物件。

對指標解引用會得到所指的物件，因此如果給解引用的結果賦值，實際上也就是給指標所指的物件賦值。

解引用操作僅適用於那些確實指向了某個物件的有效指標。

int ival = 42; //

int *p = &ival; //p存放著變數ival的位址，或者說p是指向變數ival的指標

cout << *p; //由符號*得到指標p所指的物件，輸出42

*p = 0; //由符號*得到p所指的物件，即可由p為變數ival賦值

在宣告語句中，&和

*用於組成復合型別，在表示式中，他們是運算子

空指標空指標不指向任何物件，在試圖使用乙個指標之前，可以先檢查乙個它是否為空。

生成空指標的方法：

int *p = nullptr; //等價於第二個，nullptr是一種特殊型別的字面值，可以被轉換成任意其他型別的指標。

int *p2 = 0; //直接將p2初始化為字面常量0

int *p3 = null; //null 為預處理變數，它的值就為0，需要首先#include cstdlib

把int

變數直接賦值給指標是錯誤的操作，即使int變數的值恰好等於0也不行。

int zero = 0;

pi = zero; //錯誤:不能把int變數直接賦給指標

和其他變數一樣，訪問未經初始化的指標所引發的後果是無法**的，通常這一行為將會造成程式崩潰。

賦值和指標

和其他非引用的任何變數一樣，給指標賦值就是令它存放乙個新的位址，從而指向乙個新的物件。

賦值永遠改變的是等號左側的物件。

int i = 42;

int *pi = 0; //pi被初始化，但是沒有指向任何物件

int *pi2 = &i; //pi2被初始化，存有i的位址

int *pi3; //如果pi3存放在塊內，則pi3的值無法確定

pi3 = pi2; //pi2與pi3指向同乙個物件i

*pi2 = 50; //pi2指向的i的值被改變，指標pi2並沒有改變

pi2 = 0; //pi2的值被改變，現在pi2不指向任何物件了

其他指標操作

只要指標擁有乙個合法值，就可以用在條件表示式中，和採用算術值作為條件遵循的規則類似。任何非0指標對應的條件值都是true，0指標條件去false。

對於兩個型別相同的指標，可以用相等操作符（==）和不相等操作符（！=）來比較她們，比較的結果是布林型別。

void*指標

void*是一種特殊的指標型別，可用於存放任意物件的位址，該位址中到底是個什麼型別的變數並不了解。

void*指標能做的事情很有限：和別的指標比較、作為函式的輸入或輸出、賦給另外乙個

void*

指標。

不能直接操作

void*

指標所指的物件。

指標與引用的區別

★ 相同點：

1. 都是位址的概念；

指標指向一塊記憶體，它的內容是所指記憶體的位址；引用是某塊記憶體的別名。

★ 區別：

1. 指標是乙個變數，而引用僅是個別名；

2. 引用使用時無需解引用（*），指標需要解引用；

3. 引用只能在定義時被初始化一次，之後不可變；指標可變；

4. 引用沒有 const，指標有 const，const 的指標不可變；

5. 引用不能為空，指標可以為空；

6. 「sizeof 引用」得到的是所指向的變數（物件）的大小，而「sizeof 指標」得到的是指標本身（所指向的變數或物件的位址）的大小；typeid（t） == typeid（t&）恒為真，sizeof（t） == sizeof（t&）恒為真，但是當引用作為成員時，其占用空間與指標相同（沒找到標準的規定）。

7. 指標和引用的自增（++）運算意義不一樣；

8. 如果返回動態記憶體分配的物件或者記憶體，必須使用指標，引用可能引起記憶體洩漏；

★ 聯絡

1. 引用在語言內部用指標實現（const 指標？）。

2. 對一般應用而言，把引用理解為指標，不會犯嚴重語義錯誤。引用是操作受限了的指標（僅容許取內容操作）。

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指標與引用

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