引用和指针 | 彩潭有鲤的札记

type

status

date

slug

summary

引用

C++11新增了右值引用，一般的引用指的是左值引用。引用为对象起了另外一个名字，语法格式：

通过将声明符写成&d的形式来定义引用类型，其中d是声明的变量名。不能定义引用类型的引用，但可以定义任何其他类型的引用。

一般在初始化变量时，初始值会被拷贝到新建的对象中。然而定义引用时，程序把引用和它的初始值绑定在一起，而不是将初始值拷贝给引用。一旦初始化完成，将无法再令引用重新绑定到另一个对象，因此引用必须初始化。

定义了一个引用之后，对其进行的所有操作都是在与之绑定的对象上进行的：

为引用赋值，实际上是把值赋给了与引用绑定的对象；获取引用的值，实际上是获取了与引用绑定的对像的值；同理，以引用作为初始值，实际上是以与引用绑定的对象作为初始值。

引用不是对象，它只是为一个已经存在的对象所起的另外一个名字，所以不能定义引用的引用。

声明语句中引用的类型实际上被用于指定它所绑定的对象类型。大部分情况下，引用的类型要和与之绑定的对象严格匹配。引用只能绑定在对象上，不能与字面值或某个表达式的计算结果绑定在一起：

可以在一个类型定义行中定义多个引用，必须在每个引用标识符前添加&符号：

指针

与引用类似，指针也实现了对其他对象的间接访问，但指针与引用相比又有很多不同点：

指针本身就是一个对象，允许对指针赋值和拷贝，而且在生命周期内它可以先后指向不同的对象

指针不需要在定义时赋初值。和其他内置类型一样，在块作用域内定义的指针如果没有被初始化，也将拥有一个不确定的值

从根本上看，指针是一个值为内存地址的变量（或数据对象）。正如int类型变量的值是整数，指针变量的值是地址。

通过将声明符写成*d 的形式来定义指针类型，其中d是变量名称。如果在一条语句中定义了多个指针变量，则每个量前都必须有符号*。

获取对象的地址

指针存放某个对象的地址，要想获取对象的地址，需要使用取地址符：

把p定义为一个指向int类型的指针，随后初始化p令其指向名为i的int对象。因为引用不是对象，没有实际地址，所以不能定义指向引用的指针。

声明语句中指针的类型实际上被用于指定它所指向的对象类型。大部分情况下，指针的类型要和它指向的对象严格匹配。

利用指针访问对象

如果指针指向一个对象，可以使用解引用(dereference)符 * 来访问该对象：

给解引用的结果赋值，就是给指针所指向的对象赋值：

解引用操作仅适用于那些确实指向了某个对象的有效指针。

某些符号有多重含义

像&及和*这样的符号，既能用作表达式里的运算符，也能作为声明的一部分出现，符号的上下文决定了符号的意义：

指针值

指针的值（即地址）应属于下列状态之一：

指向一个对象

指向紧邻对象所占空间的下一个位置

空指针，即指针没有指向任何对象

空指针不指向任何对象，在试图使用一个指针前代码可以先检查它是否为空。得到空指针最直接的办法是用字面值nullptr来初始化指针：

旧版本通常使用NULL（预处理变量，定义于头文件cstdlib中，值为0）给指针赋值，但在C++11中，最好使用nullptr初始化空指针。

把int变量直接赋给指针是错误的操作，即使int变量的值恰好等于0也不行：

建议初始化所有指针：使用未经初始化的指针是引发运行时错误的一大原因。如果不清楚指针应指向何处，就把它初始化为nullptr或者0。

无效指针，即上述情况之外的其他值

试图拷贝或以其他方式访问无效指针的值都会引发错误。编译器并不负责检查此类错误，这一点和试图使用未经初始化的变量是一样的，访问无效指针的后果无法预计，因此需要清楚指针是否有效。

赋值和指针

指针和引用都能提供对其他对象的间接访问，然而在具体实现细节上二者有很大不同：

引用本身并非一个对象。一旦定义了引用，就无法令其再绑定到另外的对象，之后每次使用这个引用都是访问它最初绑定的那个对象

指针和它存放的地址之间就没有这种限制了。和其他任何变量(只要不是引用) 一样，给指针赋值就是令它存放一个新的地址，从而指向一个新的对象。

赋值永远改变的是等号左侧的对象：

指针与判断

有效的指针值可以用于条件判断，空指针被判断为false，任何其它值被判断为true 。给定两个相同类型的有效指针，如果它们指向同一个地址，那么它们就被认为是相同的，==将返回true。两个同时为空指针的指针也被认为是相同的。由于条件判断或者比较操作用到了指针的值，因而，无效指针将导致以上行为未定义。

**void*指针**

void*是一种特殊的指针类型，可以存放任意对象的地址，但不能直接操作void*指针所指的对象：

void* 指针只能做几种操作：与其它指针比较、传递给函数或者从函数中返回，赋值给其它的 void* 指针。

void* 指针不能解引用，因而也不能对操作其指向的对象，因为不知道对象的类型，也不知道对象拥有的操作。要对指向的对象进行操作，必须将指针的类型进行强转。

void* 指针的作用在于引用一块内存，而不是使用指针来访问指向的对象。

复合类型的声明

变量包括一个基本数据类型(base type)和一组声明符。

当在一个声明语句中声明多个变量时，每个声明符都说明它对应的变量与基础类型的关系，这与别的声明符是独立的，因而，一个声明语句中可以定义多个不同类型的变量：

类型修饰只修饰自己，不是这条语句中所有变量。

指向指针的指针

C++对于声明符中修饰符的个数并没有限制。以指针为例，指针是内存中的对象，像其他对象一样也有自己的地址，因此允许把指针的地址再存放到另一个指针当中。

使用**表示指针的指针，***表示指针的指针的指针：

指向指针的引用

引用本身不是一个对象，因此不能定义指向引用的指针。但指针是对象，所以存在对指针的引用：

离变量名最近的符号（此例中是&r的符号&）对变量的类型有最直接的影响，因此r是一个引用。声明符的其余部分用以确定r引用的类型是什么，此例中的符号*说明r引用的是一个指针。最后，声明的基本数据类型部分出 r引用的是一个 int指针。