C++指针、引用与const说明符

C++指针、引用与const说明符
一、引用

int ival = 1024 ;
int &refVal = ival;  //用&+变量名的形式来定义引用类型
int &refVal2;        //错误，引用必须初始化
int &refVal3 = ival, &refVal4 = refVal;  //允许在一条鱼居中定义多个引用，每个引用标示符都必须以&开头

特点：
1、一旦初始化完成，引用将和它的初始值绑定在一起，无法令引用重新绑定到另外一个对象，因此引用必须初始化。
2、定义一个引用之后，对其进行的所有操作都是在与之绑定的对象上进行的。
3、引用不是对象，只是所绑定对象的别名，所以不能定义引用的引用。
4、引用只能绑定在对象上，而不能与字面值或某个表达式的计算结果绑定在一起。
5、一般情况下，引用的类型要和与之绑定的对象严格匹配。
二、指针

int ival = 42;
int *p = &ival;    //p是指向变量ival的指针
*p = 0;            //通过p向变量ival赋值
int *pNull = nullptr;    //生成空指针

特点：
1、指针本身就是对象，允许对指针进行赋值和拷贝，而且在指针的生命周期内可以先后指向不同的对象。
2、指针无需在定义时赋初值，但建议指针一定要初始化。
3、一般情况下，指针类型要与其所指向的对象严格匹配。
4、对指针解引用会得出所指的对象，给解引用的结果赋值，实际上为给指针所指的对象赋值。
5、给指针赋值是指令它存放一个新的地址，从而指向一个新的对象。

注：引用不是对象，没有实际地址，不能定义指向引用的指针。

void* 指针：可用于存放任意对象的地址，但并不能确定该地址中存放的是什么类型的对象。可以将void*指针和别的指针进行比较、作为函数的输入或输出，或者赋值给另外一个void *指针，但不能直接操作指针所指的对象。
三、指向指针的引用

int i = 42;
int *p;         //p是int型指针
//从右向左阅读r的定义，离变量名最近的符号对变量类型有最直接的影响，因此r是一个引用，
//*符号说明r引用的是一个指针，基本数据类型部分指出r引用的是一个int指针
int *&r = p;    //r是对指针p的引用
r = &i;         //给r赋值&i，即令p指向i
*r = 0;         //解引用r得到i，亦即p指向的对象，将i的值改为0

四、const限定符

int i = 42;
const int ci = i;
int j = ci;

特点：
1、const对象一旦创建后其值就不能再改变，所以const对象必须初始化。
2、只能在const类型的对象上执行不改变其内容的操作。初始化操作不改变const对象，如果用一个对象去初始化另一个对象，则它们是不是const无关紧要（顶层const？）
3、默认状态下，const对象仅在文件内有效。
4.1 const的引用
把引用绑定到常量对象（const对象）上，即为对常量的引用。常量引用是对const的引用。

const int ci = 1024;
const int &r1 = ci;    //对常量的引用，引用及其对应的对象都是常量
r1 = 42;               //错误，不能通过对常量的引用修改所绑定对象的值
int &r2 = ci;          //错误，不能将非常量引用绑定到常量对象

特点：
1、对常量的引用不能用于修改它所绑定的对象。
2、不能将非常量的引用绑定到常量对象上，对常量对象的引用，只能使用常量引用。
3、特殊的，针对“引用类型必须与其所引用对象的类型一致”的例外情况：初始化常量引用时允许用任意表达式作为初始值，只要该表达式的结果能够转换成引用类型即可。允许为一个常量引用绑定非常量的对象、字面值，甚至一般表达式。

int i = 42;
const int &r1 = i;             //允许将常量引用绑定到普通非常量对象上
const int &r2 = 42;            //允许将常量引用绑定到字面值
const int &r3 = r1*2;          //允许将常量引用绑定到表达式
int &r4 = r1*2;                //错误，普通非常量引用，只能绑定在对象上，而不能与字面值或某个表达式的计算结果绑定在一起。

4.2 指针和const（指向常量的指针和常量指针）
4.2.1 指向常量的指针
指向常量的指针不能用于改变其所指对象的值，要向存放常量对象的地址，只能使用指向常量的指针。

const double pi = 3.14;             //pi是常量，其值不能改变
double *ptr = π                  //错误，普通指针不能指向常量对象
const double *cptr = π           //指向常量的指针
*cptr = 42;                         //错误，不能通过指向常量的指针修改其所指对象的值
double dval = 3.14;
cptr = &dval;                       //允许令指向常量的指针指向非常量对象，但不能通过cptr修改dval的值

特殊的，针对“指针类型必须与其所指对象的类型一致”的例外情况：允许令一个指向常量的指针指向一个非常量对象。
4.2.2 const指针
把指针本身定义为常量，即为常量指针，常量指针必须初始化，一旦初始化完成，则它的值（存放在指针中的地址）不能再改变。把*放在const关键字之前说明指针是一个常量，不变的是指针本身的值而非指针指向的值。

int errNumb = 0;             
int *const curErr = &errNumb;     //指向非常量对象的常量指针，curErr将一直指向errNumb 
const double pi = 3.14;           
const double *const pip = π    //指向常量对象的常量指针，pip 将一直指向pi，且不能通过pip修改pi的值
*pip = 3.14;                      //错误，pip是指向常量的指针，不能通过pip修改其所指对象的值
*curErr = 0;                       //允许通过curErr修改errNumb 的值

五、顶层const
顶层const表示指针本身是个常量，底层const表示指针所指的对象是一个常量。顶层const可以表示任意的对象是常量，如算术类型、类、指针等；用于声明引用的const都是底层const，指针类型既可以是顶层const，也可以是底层const。
当执行对象的拷贝操作时，顶层const不受影响，底层const的限制不能忽略。执行拷贝操作并不会改变被拷贝对象的值，因此拷入和拷出的对象是否是常量没有影响；但必须具有相同的底层const资格，或者两个对象的数据类型必须能够转换。一般来说非常量可以转换成常量，反之不行。
六、类型别名

typedef double wages;       //wages是double的同义词
typedef wages base, *p;     //base是double的同义词，p是double*的同义词

using SI=Sales_item;        //SI是Sales_item的同义词

typedef char *pstring;
//const是对给定类型的修饰，pstring是指向char的指针，const pstring则是指向char的常量指针，
//而非指向常量字符的指针
const pstring cstr=0;        //cstr是指向char的常量指针
const pstring *ps;           //ps是一个指针，它的对象是指向char的常量指针