指针与引用-优快云博客

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指针

1. 什么是指针：

指针即地址，我们在编写程序时，每创建一个变量，计算机就分配一块内存空间来存储这个变量，而指针就是一个标记，能让我们通过指针来访问其指向的空间的内容，并对该空间的内容进行修改

2. 指针变量：

指针变量的类型与大小：我们熟知的数据类型有int, short, float, double, char等，而不同的类型的变量就需要相对应的指针变量来存储。而指针变量的大小只与当前所处的环境有关在X86环境下，任何类型的指针变量大小均为4字节；在X64情况下，大小均为8字节
如何使用指针变量：见示例代码

//示例：
#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
    int p = 0;
    int *ptr = &p;//创建一个名为ptr的指针变量，并将其初始化为p的地址（&为取地址符）
    *ptr = 3;//*与指针变量结合就可以访问存在ptr的地址的变量，改变*指针变量的值，
             //就可以改变存在这个指针变量所存储的地址的变量
    cout << p << ' ';
    return 0;
}

3. 野指针与空指针：

1. 野指针与空指针的定义：

野指针：指针指向的位置是不确定的
空指针：明确被赋值为NULL的指针，表示不指向任何有效的地址

2. 野指针的成因：

指针未初始化

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int* p;//局部变量未初始化，默认未随机值
    *p = 20;
    return 0;
}

指针越界访问

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int arr[10] = { 0 };//0 0 0 0 0 0 0 0 0 0（10个数）
    int* p = &arr[0];
    int i = 0;
    for (i = 0; i <= 11; i++);//循环了12次
    {
        *p = i;
        p++;
    }
    cout << n << endl;
    return 0;
}

指针指向的空间已被释放

#include <iostream>
using namespace std;
int* test()
{
    int n = 100;//n是局部变量
    return &n;
}
int main()
{
    int* p = test();
    cout << *p << endl;
    return 0;
}
/*
上诉代码中，n是局部变量，所以n的生命周期就是局部范围，当出了范围后，n会被销毁。通过
return &n导致n的地址被返回。p接收了这个地址。在&n返回的时候，n所占的空间就不属于n了。
这时候p在拿着刚才返回的地址去找n，根本找不到。因此，当p得到地址的时候，就已经是野指针了
*/

3. 如何避免野指针：

使用指针变量时初始化，明确指针指向哪里时直接赋地址；不知道时直接赋为NULL
指针变量被释放时及时置空
注意指针越界问题
指针使用前检查指针变量是否为空指针

4. 指针作为函数参数传递：

见文章：C++函数参数的传递方式（值传递、址传递、引用传递、const在传递函数参数时的作用）_c++ 编译器对函数参数值传递和const引用传递优化-优快云博客

5. 指针数组与数组指针：

指针数组：本质上是数组，数组内元素存的是指针

定义方式: 数据类型 *数组名[指针数组长度];

数组指针：本质上是指针，存放的是数组的地址

定义方式: 数据类型 (* 数组名)[数组指针的长度]

6. 函数指针：

C 语言中，函数不能嵌套定义，也不能将函数作为参数传递。但是可以取得函数名为该函数的入口地址。我们可以定义一个指针指向该地址，将指针作为参数传递。

函数指针的定义方式：

数据类型 (*函数指针名)(函数参数);

注意：函数指针在进行“*”操作时，可以理解为执行该函数。函数指针不同与数据指针，不能进行+整数操作。

函数指针的使用示例：

#include <iostream>
using namespace std;

// 定义一个普通函数
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    // 定义一个函数指针，该指针指向一个返回int类型，接受两个int类型参数的函数
    int (*funcPtr)(int, int);

    // 将add函数的地址赋值给函数指针
    funcPtr = add;

    // 通过函数指针调用函数
    int result = funcPtr(3, 5);
    cout << "3 + 5 = " << result << endl;

    return 0;
}

引用

1. 引用的定义：

给已经存在的变量取别名，编译器不会为引用变量开辟内存空间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。

引用的定义方式：

数据类型 &引用变量名 = 变量

2. 引用的特性：

引用的指向不能修改（因为引用的底层是指针常量）
引用必须在定义时初始化，且不能初始化为空

3. 左值引用、右值引用与万能引用：

左值引用：只能接收左值

int a = 10;
int& ref_a = a;

右值引用：只能接收右值

int&& rref = 20;

万能引用：万能引用是一种特殊的引用，它既能接收左值又能接收右值

//接收左值
int a = 10;
const int ref_a = a;

//接收右值
const int rref = 20;

万能引用的优缺点：优点既能接收左值又能接收右值；缺点值不能被修改

4. 引用与指针的区别：

引用在定义时必须初始化，但指针没做要求
引用的指向不能修改，指针可以
引用不能为空，指针可以
引用比指针形式上更加简洁，代码的可读性更高
引用比指针更安全（指针有野指针、空指针等）
引用没有多级，指针有多级
访问实体的方式不同，指针需要显示解引用；引用则是编译器自行处理
sizeof引用所得到的值是指引用对象所指对象的值，sizeof指针所得的是指针变量本身的值
引用做函数参数传递的是实参本身，指针做函数参数传递的是指针变量的值

END

本文讲解了引用与指针的定义方式、使用方式、使用的注意事项以及指针与引用的区别。希望可以对你有帮助