1.0 - 指针和引用

1. 基本认识

　　指针是内存地址，指针变量指的是存储内存地址的变量，本质和其它的变量没有区别，只是其它变量位置存储的是值，指针变量位置存储的是一个地址。

做一个比喻，以 int  a  =  10 为例：申请了一块内存里面存储 int 类型的10，而变量名称 a 就相当于这块内存的一个标签，平时只要说到标签其实是指内存中存储的内容。

而引用：可以看作这个内存的第二个标签，和初始定义的变量名称地位等同。

　　指针和引用的区别：指针变量作为一个变量首先是符合变量的特征的，指针变量也是一块内存的标签并且这块内存中存储的地址或NULL；而引用更多作为第二标签存在。所以区别大致：1）指针变量可以赋值为NULL；但是引用不可以，引用必须连接到一块合法内存。2）指针可以在任何时候被初始化；引用必须在创建的时候就初始化。3）引用一旦指向一个对象就不能再指向另一个对象，指针变量可以随时修改内存中存储的地址值来更换指向的对象。

2. 指针&引用修饰数据类型

　　int 表示后面的变量是个普通变量，该普通变量标签标注的内存中存储的是一个int值；

　　int* 表示后面的变量是个指针变量，该指针变量标签对应内存块中存储的值是一个地址；

　　int& 表示后面的变量是个引用变量，是某块内存的第二标签，引用变量地位上和普通变量等同。【对引用变量赋值的时候遵循普通变量语法的赋值规则，但在底层中，引用变量被赋值之后不会开辟新的内存空间存储值，而是作为 赋值者对应的内存块 的第二个标签存在，这也是其经常被叫做别名的由来。】

但是注意：

　　对于字符指针而言，char* chPtr = &ch；当调用 chPtr 的时候，编译器会优先将其作为 字符串 处理，除非用 （void *）强转为指针。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int a = 10;
    
    int* ptr = NULL; 
    ptr = &a; // 使用 地址 对指针变量初始化 
    int& ref1 = a;  // 对引用变量通过直接赋值的方式初始化 
    int& ref2 = *ptr; // 对引用变量通过 指针取值 的方式初始化 
    
    cout << "a=" << a;
    cout << "\nfinished" << endl;
} 

 

 

3. 指针&引用修饰变量

　　指针：*ptr 表示 拿到ptr标签标注内存地址的值然后寻址一次返回结果，**ptr表示 拿到ptr标签标注内存地址的值然后寻址两次返回结果，* 的个数指代寻址次数。

　　引用：&a 表示 获取变量a标注的内存的地址。

4. 指针&引用作为函数参数

　　指针作为函数形参：本质也是值传递，传入函数的指针只是原指针的一个拷贝。在函数内将拷贝指针指向另一块内存，原指针的指向性不受影响。但如果原指针和拷贝指针都指向同一块内存，则 原指针和拷贝指针任意一个对内存中的值进行修改，另一方都能识别到。

　　引用作为函数形参：这才是真正的地址传递，传过来的是实参本身，而不仅仅是一个拷贝，节约了空间和时间。理论上可以将任何函数需要的数据的引用传过来而不存在访问限制，所以，引用做形参相当于扩充了函数的可访问域。

#include <iostream>

using namespace std;

int x = 10;
int y = 20;

void doSomething(int* a)
{
    a = &y;
}

int main()
{
    int* a_ptr = &x;
    
    cout << "方法执行前，a_ptr指向的值为" << *a_ptr << endl;  // 10
    doSomething(a_ptr);
    cout << "方法执行后，a_ptr指向的值为" << *a_ptr << endl; // 10
    
} 

 

5. 指针&引用作为(函数)返回值类型

　　对于函数返回值而言，需要了解：1）函数执行结束之后，函数内定义的局部变量等【除了堆内存中的内容】，都会自动清空。2）return语句之后的内容（值、指针或引用），在函数执行结束之前，会将其复制一份然后返回。

因此：

　　普通值作为函数返回类型：返回基本变量或object，return的时候会将其复制一份来使用，虽然原基本变量或原object会被析构，但是复制的这一份会一直存在。

　　指针作为函数返回值类型：拷贝指针 然后返回。反正就拷贝了个指针，至于指针指向的内容后续什么结果，这就不归这里管了。

　　引用作为函数返回值类型：拷贝引用，并返回。类似于参数传递的地址传递，也是 把某块内存的引用复制然后返回了，至于这块内存后面会不会被回收，也不归这管。

注：因为指针引用只管返回地址，并不关注地址的寻址结果，所以，【 函数返回值 不要返回 局部变量(占用栈内存) 的指针或引用。】

6. 指向类的指针&引用

　　调用类属性时：指针用 -> 调用object的属性或方法；引用可以当作object的变量名，直接用 . 来调用。(引用在用法上，和普通的基本变量，类变量没区别，只是效果不同而已。)

7. C++指针的算数运算

　　指针变量之间可以进行 ++ 、--、+、- 运算。

++、--：以 int* ptr = 10; 为例，ptr++ 会使ptr指针向后移动4个字节，同理，-- 使ptr指针向前移动4个字节。移动几个字节取决于指针变量的类型，如：int - 4Byte，char - 1Byte。

+、- ：指针和整数n操作，表示指针移动对应n个元素大小的长度；指针和指针相减：返回之间相差的元素个数，指针与指针相加没有意义。

 

8. 泛型指针 void*

　　void* 可以指代任何类型的指针，作用类似于泛型。