指针-引用
前言
引用很容易与指针混淆，它们之间有三个主要的不同：
- 引用不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。
- 一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。
- 引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。
引用
创建引用
int i = 17;
// 我们可以为 i 声明引用变量，如下所示：
int& r = i;
double& s = d
在这些声明中，& 读作引用。因此，第一个声明可以读作 "r 是一个初始化为 i 的整型引用"，第二个声明可以读作 "s 是一个初始化为 d 的 double 型引用"。
#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
// 声明简单的变量
int i;
double d;
// 声明引用变量
int& r = i;
double& s = d;
i = 5;
cout << "Value of i : " << i << endl;
cout << "Value of i reference : " << r << endl;
d = 11.7;
cout << "Value of d : " << d << endl;
cout << "Value of d reference : " << s << endl;
return 0;
}
/*
Value of i : 5
Value of i reference : 5
Value of d : 11.7
Value of d reference : 11.7
*/
引用通常用于函数参数列表和函数返回值。下面列出了 c 程序员必须清楚的两个与 c 引用相关的重要概念：
把引用作为参数
把引用作为参数传给函数，这比传一般的参数更安全。
使用了引用来实现引用调用函数。
#include <iostream>
using namespace std;
// 函数声明
void swap(int& x, int& y);
int main ()
{
// 局部变量声明
int a = 100;
int b = 200;
cout << "交换前，a 的值：" << a << endl;
cout << "交换前，b 的值：" << b << endl;
/* 调用函数来交换值 */
swap(a, b);
cout << "交换后，a 的值：" << a << endl;
cout << "交换后，b 的值：" << b << endl;
return 0;
}
// 函数定义
void swap(int& x, int& y)
{
int temp;
temp = x; /* 保存地址 x 的值 */
x = y; /* 把 y 赋值给 x */
y = temp; /* 把 x 赋值给 y */
return;
}
/*
交换前，a 的值： 100
交换前，b 的值： 200
交换后，a 的值： 200
交换后，b 的值： 100
*/
把引用作为返回值
函数中返回引用，就像返回其他数据类型一样。
通过使用引用来替代指针，会使 c 程序更容易阅读和维护。c 函数可以返回一个引用，方式与返回一个指针类似。
当函数返回一个引用时，则返回一个指向返回值的隐式指针。这样，函数就可以放在赋值语句的左边。例如，请看下面这个简单的程序：
#include <iostream>
using namespace std;
double vals[] = {10.1, 12.6, 33.1, 24.1, 50.0};
double& setValues(int i) {
double& ref = vals[i];
return ref; // 返回第 i 个元素的引用，ref 是一个引用变量，ref 引用 vals[i]
}
// 要调用上面定义函数的主函数
int main ()
{
cout << "改变前的值" << endl;
for ( int i = 0; i < 5; i++ )
{
cout << "vals[" << i << "] = ";
cout << vals[i] << endl;
}
setValues(1) = 20.23; // 改变第 2 个元素
setValues(3) = 70.8; // 改变第 4 个元素
cout << "改变后的值" << endl;
for ( int i = 0; i < 5; i++ )
{
cout << "vals[" << i << "] = ";
cout << vals[i] << endl;
}
return 0;
}
/*
改变前的值
vals[0] = 10.1
vals[1] = 12.6
vals[2] = 33.1
vals[3] = 24.1
vals[4] = 50
改变后的值
vals[0] = 10.1
vals[1] = 20.23
vals[2] = 33.1
vals[3] = 70.8
vals[4] = 50
*/
当返回一个引用时，要注意被引用的对象不能超出作用域。所以返回一个对局部变量的引用是不合法的，但是，可以返回一个对静态变量的引用。
int& func() {
int q;
//! return q; // 在编译时发生错误
static int x;
return x; // 安全，x 在函数作用域外依然是有效的
}
指针
指针，可以简化一些 c 编程任务的执行，还有一些任务，如动态内存分配，没有指针是无法执行的。
指针是一个变量，其值为另一个变量的地址，即，内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样，您必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。指针变量声明的一般形式为：
// type 是指针的基类型，它必须是一个有效的 c 数据类型
type *varName;
// 星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明：
int *ip; /* 一个整型的指针 */
double *dp; /* 一个 double 型的指针 */
float *fp; /* 一个浮点型的指针 */
char *ch; /* 一个字符型的指针 */
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。
每一个变量都有一个内存位置，每一个内存位置都定义了可使用连字号（&）运算符访问的地址，它表示了在内存中的一个地址。请看下面的实例，它将输出定义的变量地址：
#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
int var1;
char var2[10];
cout << "var1 变量的地址： ";
cout << &var1 << endl;
cout << "var2 变量的地址： ";
cout << &var2 << endl;
return 0;
}
/*
var1 变量的地址： 0xbfebd5c0
var2 变量的地址： 0xbfebd5b6
*/
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。这些是通过使用一元运算符 * 来返回位于操作数所指定地址的变量的值。下面的实例涉及到了这些操作：
#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
int var = 20; // 实际变量的声明
int *ip; // 指针变量的声明
ip = &var; // 在指针变量中存储 var 的地址
cout << "Value of var variable: ";
cout << var << endl;
// 输出在指针变量中存储的地址
cout << "Address stored in ip variable: ";
cout << ip << endl;
// 访问指针中地址的值
cout << "Value of *ip variable: ";
cout << *ip << endl;
return 0;
}
/*
Value of var variable: 20
Address stored in ip variable: 0xbfc601ac
Value of *ip variable: 20
*/
https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-pointers.html
Null 指针
c 支持空指针。NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。
指针的算术运算
可以对指针进行四种算术运算：++、--、+、-
指针 vs 数组
指针和数组之间有着密切的关系。
指针数组
可以定义用来存储指针的数组。
指向指针的指针
传递指针给函数
通过引用或地址传递参数，使传递的参数在调用函数中被改变。
从函数返回指针
c 允许函数返回指针到局部变量、静态变量和动态内存分配。