指针和引用

指针

指针也就是内存地址,指针变量是用来存放内存地址的变量,在同一CPU构架下,不同类型的指针变量所占用的存储单元长度是相同的,而存放数据的变量因数据的类型不同,所占用的存储空间长度也不同。有了指针以后,不仅可以对数据本身,也可以对存储数据的变量地址进行操作。指针描述了数据在内存中的位置,标示了一个占据存储空间的实体,在这一段空间起始位置的相对距离值。在 C/C++语言中,指针一般被认为是指针变量,指针变量的内容存储的是其指向的对象的首地址,指向的对象可以是变量(指针变量也是变量),数组,函数等占据存储空间的实体。

需了解的知识:

*运算符,叫做间接运算符,也叫做解引用运算符,用来找出存储在地址的值。*运算符后面跟着一个指针名或者地址时,*给出存储在指针所指向地址的值。

&运算符,叫做地址运算符。后跟变量名时,&给出该变量的地址。

cin>>a>>ch;

翻译   cin标准输入设备(对象)>>提取到a>>提取数据给ch;

把数据放到缓冲区,从缓冲区依次提取;

>>提取符

cout<<a<<" "<<ch<<endl;

翻译   输入输出:cin标准输入设备(对象),cout标准输出,cerr标准错误输出,endl是一个方法,相当于进行回车,即\n;

<< 插入符

语法

类型名 *指针名

int *a;//指针的类型是int *,指针所指向的是int类型的

解引用:获取指针所指地址的内容

int a=10;
int *p=&a;
cout<<"a的地址为: "<< p << endl;
cout<<"a的值为: "<< *p << endl;

(1)空指针:“保证与任何对象或函数的指针值都不相等”。空指针不会指向任何地方,它不是任何对象或函数的地址。简单点说,一个指针不指向任何数据,我们就称之为空指针。所以在给函数传入一个指针时,我们要先进行指针判空

当malloc申请内存失败就会返回空指针;

空指针异常的原因:

①没有对new出来的对象进行实例化,或者去数据库里查询一个空的对象;

②对象为null的情况下去调用该对象所拥有的方法或者成员变量造成的。

(2)野指针:未初始化的指针(也有人说野指针是指向非法的或已被销毁的内存的指针)

对野指针解引用是违法的

(3)失效指针(悬空指针):指向一个已经删除内存的对象内存区域的指针

(4)多级指针:

int a=10;
int *p=&a;
int **s=&p;

这里s是一个二级指针,指向一级指针p,记录的是指针p的是地址,p是一级指针,指向变量a的地址

eg1.

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
 int a = 10;
 int* p = &a;
 int** s = &p;
 cout << "a的地址:" << p << endl;
 cout << "a的地址:" << *s << endl;
 cout << "p的地址:" << s << endl;
 cout << "a的值为:" << *p << endl;
 cout << "a的值为:" << **s << endl;
 return 0;
}

(5)指针常量:指针的指向不可以改变,但是指针所指的内容可以改变

类型名 const* 指针名;

int const *p;

(6)常量指针:指针的指向可以改变,但是指针所指的内容不可以改变

const 类型名* 指针名;

(7)常指针:指针常量和常量指针结合在一起,常指针的指向和所指的内容多不可以改变

const 类型名* const 指针名;注意,常指针在创建时必须要为其赋予初值

int a=10;
const int* const s=&a;

指针和数组相结合使用 : 数组是一段连续的内存空间,我们运用指针可以较为轻松的去对数组中的一些元素进行操作,我们在对指针进行操作时,通常会用类似p++这样的操作,这样表示将指针p向下一个内存单位移动,当我们的指针p为int类型时,p++就表示向后移动四个字节,这就是指针的数据类型的作用,如果时char型的指针,那么这个操作就将指针向后移动一个字节。

在C++语言中,函数的参数和返回值的传递方式有三种:值传递,指针传递和引用传递.引用具有指针的效率,又具有变量使用的方便性和直观性。

引用体现了最小特权原则,即给予程序元素完成其功能的最小权限. 指针能够毫无约束的操作内存中的任何东西,尽管功能强大,但是非常危险。

引用:(别名),编译器不会为引用变量开辟内存空间,引用和引用的变量共用同一块内存空间。

作用:修饰函数的形参和返回值。

特点:

(1)引用必须初始化

(2)不能有空引用(指针有空指针),引用必须要初始化

(3)没有引用的引用

类型& 引用变量名= 引用实体; 且引用类型必须和引用实体是同种类型的.

类型:

(1)常引用

①常引用-----常量:

int const a = 10;//可读可写
int const &b = a;//可读不可写

②常引用-----变量:a自身的值可以改变,可以通过常引用去读取a的值(能力收缩)

int main(){
int a=10;
const int &x=a;
}

③变引用-----常量:常量本身不可改变,不能通过引用改变常量本身

int main(){
const int a=10;
int &b=a;

a+=100;
b+=100;
}

④变引用-----变量

int a=10;//可读可写
int &b=a;//可读可写

总结:能力只能收缩,能力不能扩张

(2)指针引用

typedef int* PINT;	//给指向整形的指针类型定义一个新名字PINT
PINT *p1;			//定义一个指向指针的指针
PINT &p2;			//为指针定义一个别名p2

(3)引用与函数

引用和指针的区别

①初始化:引用在定义时必须初始化,指针没有要求

②引用在初始化时引用一个实体后,就不能再引用其他实体,而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体

③没有NULL引用,但有NULL指针

④在sizeof中含义不同:引用结果为引用类型的大小,但指针始终是地址空间所占字节个数

 ⑤自加:引用自加即引用的实体增加1,指针自加即指针向后偏移一个类型的大小

没有多级引用,有多级指针

⑦访问实体方式不同,引用编译器自己处理,指针需要显式解引用, 引用更安全

⑧引用不用开辟空间,指针要开辟空间 

⑨引用是对象的别名,对别名的操作就是对真实对象的直接操作,指针是间接操作对象
.

<think>嗯,用户想了解指针引用的区别,特别是在编程语言中的比较。首先,我需要回忆一下自己学过的知识,可能涉及C++、Go等语言。记得指针是一个变量,存储的是另一个变量的内存地址,而引用是别名,必须初始化后不能改变目标。不过不同语言可能有差异,比如在C++Go中的处理可能不同。 根据提供的引用内容,引用[1][4]提到指针可以重新赋值,可以为空,而引用必须初始化且不能改变。引用[2]提到汇编层面引用类似指针,但语法上更安全。引用[3]则讨论了Go中的指针内存管理,还提到newmake的区别。需要整合这些信息,分点说明区别。 用户可能想知道不同语言的情况,比如C++Go的区别。需要比较初始化、空值、操作方式、内存管理等方面。另外,用户的问题可能隐含实际应用中的选择,比如何时用指针,何时用引用。需要结合例子说明,比如在C++中传递参数时,引用更安全,而指针更灵活。 要注意用户提到的不可见指令,比如数学公式要用$...$,但这里可能不太涉及。回答结构要清晰,分点列出区别,可能用表格更直观。然后给出使用场景,帮助用户理解何时选择哪种。最后生成相关问题,引导进一步学习。 需要确认引用标注是否正确,每个区别点对应相应的引用来源。比如初始化部分引用[4],底层实现引用[2]。同时注意语法正确,比如代码示例用反引号包裹,单独成段。可能还需要指出不同编程语言中的差异,比如Go的指针C++引用有何不同。 总结下来,需要从定义、初始化、空值、操作、内存、多级、参数传递等方面展开,每个点对比指针引用,并给出示例代码,最后总结使用场景相关问题。</think>### 指针引用的区别详解 #### 一、核心差异对比 | 特性 | 指针 (Pointer) | 引用 (Reference) | |---------------------|----------------------------------------|---------------------------------------| | **定义与本质** | 存储变量内存地址的独立变量[^1] | 变量的别名,不占用独立存储空间[^4] | | **初始化要求** | 可以声明后不初始化(危险操作) | 必须声明时初始化且不可更改绑定对象[^4] | | **空值合法性** | 允许赋值为`nullptr`或`NULL`[^4] | 不能绑定空值 | | **操作方式** | 需使用`*`解引用操作符访问目标 | 直接操作目标变量,无额外符号[^2] | | **内存管理** | 可参与动态内存分配(如`new/delete`) | 仅关联已存在的变量 | | **多级间接访问** | 支持多级指针(如`int** pp`) | 仅单层引用 | | **参数传递语义** | 显式传递地址(需`&`取地址符) | 隐式传递对象本身(语法更简洁)[^1] | #### 二、底层实现与语言差异 1. **汇编层面** 引用在底层通过指针实现,但编译器会添加语法限制(如不可重新绑定)[^2]。 例如以下C++代码: ```cpp int a = 10; int& ref = a; // 编译后等效于 int* const ref = &a; ref = 20; // 编译后等效于 *ref = 20; ``` 2. **Go语言的特殊性** - Go指针无算术运算能力,更安全[^3] - Go引用类型(如`slice/map/channel`)必须用`make`初始化[^3] ```go // Go指针示例 var p *int a := 10 p = &a // 合法 p++ // 非法:Go禁止指针算术运算 ``` #### 三、使用场景建议 1. **优先使用引用** - 函数参数传递需要修改原对象时(避免空指针风险) - 运算符重载实现(如`operator=`) ```cpp void swap(int& a, int& b) { // 安全且直观的参数传递 int tmp = a; a = b; b = tmp; } ``` 2. **必须使用指针** - 需要动态内存分配(如链表节点) - 需要表示可选参数(允许`nullptr`) - 需要多级间接访问 ```cpp TreeNode* CreateTree() { TreeNode* node = new TreeNode(); // 动态内存分配 return node; } ``` #### 四、经典易错示例 ```cpp int* p; // 危险:未初始化的野指针 int& ref; // 错误:引用必须初始化 int* p = nullptr; *p = 10; // 运行时错误:空指针引用 int& ref = *p; // 错误:绑定到空指针目标 ```
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