指针和引用
C++程序设计 第八章 指针和引用

第
在程序运行时变量和函数都存放在内存中,通过变量名来访问数据、通过函数名来调用函数都是直接访问方式。还有另一种间接访问方式就是用指针。指针的本质是内存地址。指针往往用于说明函数的形参,使实参能通过指针传递,以提高函数调用的效率。利用指针能动态地使用内存,以提高内存使用效率。指针也能用来表示数据关联,以构成复杂的数据结构。指针是C程序中最常见的类型。引用是C++扩展的新概念,主要用于函数形参和返回类型。本章将详细介绍指针和引用的概念及应用。
首先,这6个变量的地址是按递减次序排列,这是因为局部变量都存储在堆栈中,堆栈是先入后出的。先入栈的数据存放在较大地址位置,后入栈的数据存放在较小地址位置。如果这些变量改为全局变量,它们的排列次序就会颠倒过来。
其次,尽管变量s只占2字节,变量c只占1字节,但却分别占用4字节空间。这是因为按字对齐(32位数据)能提高CPU访问内存的效率,而且一次压栈和出栈操作也是以32位数据为单位,代价是浪费一些内存。如果这些变量改为全局变量,它们将按实际大小存储。
怎样能知道一个变量在运行时刻的内存地址?把取地址运算符&放在变量前面就得到它的首地址。例如b是一个变量,那么&b就表示它的地址。下面例子能看到一组局部变量的首地址。
例8-1显示一组局部变量的首地址。
#include<iostream.h>
void main(){
bool b = true;
char c = 'c';
其中,<类型名>是这个指针变量所指向的对象的类型,简称指针类型,它可以是任何一种类型。*表示这个变量是一个指针变量。这个变量的类型就是“<类型名>*”。<变量名>是一个标识符。指针变量可以进行初始化,等号之后给出一个变量的地址,要求这个变量的类型与指针类型相符。
C++中引用传递与指针传递区别

C++中引用传递与指针传递区别(进一步整理)从概念上讲。
指针从本质上讲就是存放变量地址的一个变量,在逻辑上是独立的,它可以被改变,包括其所指向的地址的改变和其指向的地址中所存放的数据的改变。
而引用是一个别名,它在逻辑上不是独立的,它的存在具有依附性,所以引用必须在一开始就被初始化,而且其引用的对象在其整个生命周期中是不能被改变的(自始至终只能依附于同一个变量)。
在C++中,指针和引用经常用于函数的参数传递,然而,指针传递参数和引用传递参数是有本质上的不同的:指针传递参数本质上是值传递的方式,它所传递的是一个地址值。
值传递过程中,被调函数的形式参数作为被调函数的局部变量处理,即在栈中开辟了内存空间以存放由主调函数放进来的实参的值,从而成为了实参的一个副本。
值传递的特点是被调函数对形式参数的任何操作都是作为局部变量进行,不会影响主调函数的实参变量的值。
(这里是在说实参指针本身的地址值不会变)而在引用传递过程中,被调函数的形式参数虽然也作为局部变量在栈中开辟了内存空间,但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的地址。
被调函数对形参的任何操作都被处理成间接寻址,即通过栈中存放的地址访问主调函数中的实参变量。
正因为如此,被调函数对形参做的任何操作都影响了主调函数中的实参变量。
引用传递和指针传递是不同的,虽然它们都是在被调函数栈空间上的一个局部变量,但是任何对于引用参数的处理都会通过一个间接寻址的方式操作到主调函数中的相关变量。
而对于指针传递的参数,如果改变被调函数中的指针地址,它将影响不到主调函数的相关变量。
如果想通过指针参数传递来改变主调函数中的相关变量,那就得使用指向指针的指针,或者指针引用。
为了进一步加深大家对指针和引用的区别,下面我从编译的角度来阐述它们之间的区别:程序在编译时分别将指针和引用添加到符号表上,符号表上记录的是变量名及变量所对应地址。
指针变量在符号表上对应的地址值为指针变量的地址值,而引用在符号表上对应的地址值为引用对象的地址值。
C++引用的作用和用法

C++ 引用的作用和用法引用的好处之一就是在函数调用时在内存中不会生成副本引用总结(1)在引用的使用中,单纯给某个变量取个别名是毫无意义的,引用的目的主要用于在函数参数传递中,解决大块数据或对象的传递效率和空间不如意的问题。
(2)用引用传递函数的参数,能保证参数传递中不产生副本,提高传递的效率,且通过const的使用,保证了引用传递的安全性。
(3)引用与指针的区别是,指针通过某个指针变量指向一个对象后,对它所指向的变量间接操作。
程序中使用指针,程序的可读性差;而引用本身就是目标变量的别名,对引用的操作就是对目标变量的操作。
(4)使用引用的时机。
流操作符<<和>>、赋值操作符=的返回值、拷贝构造函数的参数、赋值操作符=的参数、其它情况都推荐使用引用。
引用就是某一变量(目标)的一个别名,对引用的操作与对变量直接操作完全一样。
引用的声明方法:类型标识符&引用名=目标变量名;【例1】:int a; int &ra=a; //定义引用ra,它是变量a的引用,即别名(1)&在此不是求地址运算,而是起标识作用。
(2)类型标识符是指目标变量的类型。
(3)声明引用时,必须同时对其进行初始化。
(4)引用声明完毕后,相当于目标变量名有两个名称,即该目标原名称和引用名,且不能再把该引用名作为其他变量名的别名。
ra=1; 等价于a=1;(5)声明一个引用,不是新定义了一个变量,它只表示该引用名是目标变量名的一个别名,它本身不是一种数据类型,因此引用本身不占存储单元,系统也不给引用分配存储单元。
故:对引用求地址,就是对目标变量求地址。
&ra与&a相等。
(6)不能建立数组的引用。
因为数组是一个由若干个元素所成的集合,所以无法建立一个数组的别名。
(7)不能建立引用的引用,不能建立指向引用的指针。
因为引用不是一种数据类型!!所以没有引用的引用,没有引用的指针。
例如:int n;int &&r=n;//错误,编译系统把"int &"看成一体,把"&r"看成一体,即建立了引用的引用,引用的对象应当是某种数据类型的变量int &*p=n;//错误,编译系统把"int &"看成一体,把" *p "看成一体,即建立了指向引用的指针,指针只能指向某种数据类型的变量(8)值得一提的是,可以建立指针的引用例如:int *p;int *&q=p;//正确,编译系统把" int * "看成一体,把"&q"看成一体,即建立指针p 的引用,亦即给指针p起别名q。
深入分析C语言中结构体指针的定义与引用详解

深入分析C语言中结构体指针的定义与引用详解在C语言中,结构体是一种用户自定义的数据类型,由多个不同类型的数据组成一个整体。
结构体指针则是指向结构体类型变量的指针,可以用来间接访问和操作结构体的成员。
要定义一个结构体指针,首先需要定义一个结构体类型。
结构体类型的定义通常放在函数外部,以便在整个程序中都可以使用该类型。
结构体类型的定义格式如下:```cstruct 结构体名数据类型成员1;数据类型成员2;//其他成员};```例如,我们定义一个表示学生的结构体类型`student`,包含学生的姓名和年龄:```cstruct studentchar name[20];int age;};```声明一个结构体指针时,需要使用结构体类型名并在后面加一个`*`表示该指针变量指向结构体类型的对象。
例如,我们声明一个指向`student`类型的结构体指针`p`:```cstruct student *p;```结构体指针必须指向实际存在的结构体变量,可以通过`malloc`函数动态分配内存空间来创建一个结构体对象,并将其地址赋给指针变量。
例如,我们创建一个`student`类型的对象并将其地址赋给指针变量`p`:```cp = (struct student*)malloc(sizeof(struct student));```通过`sizeof(struct student)`可以获取`student`类型的大小,`malloc`函数会根据指定的大小分配相应的内存空间,并返回分配的内存地址。
通过结构体指针,可以使用箭头运算符`->`来访问结构体的成员。
例如,我们可以通过指针`p`访问学生的姓名和年龄:```cstrcpy(p->name, "John");p->age = 18;```在上述代码中,`strcpy`函数用于将字符串`"John"`复制到`p->name`所指向的内存空间中,`p->age`则直接赋值为`18`。
二维数组引用的四种形式

二维数组引用的四种形式一、直接引用二维数组二维数组是一种特殊的数据结构,它由多个一维数组组成,并且每个一维数组的元素个数相同。
在程序中,我们可以通过直接引用二维数组来访问和操作数组中的元素。
对于一个二维数组arr,我们可以使用arr[i][j]的形式来访问数组中的元素,其中i表示行索引,j表示列索引。
例如,arr[0][0]表示二维数组arr的第一行第一列的元素。
二、指针引用二维数组除了直接引用二维数组,我们还可以使用指针来引用二维数组。
指针引用二维数组的形式为:int (*p)[n],其中p是指向一维数组的指针,n表示一维数组的长度。
通过指针引用二维数组,我们可以遍历数组中的每个元素,并对其进行操作。
例如,可以使用指针p来访问二维数组中的元素,p[i][j]表示二维数组中的第i行第j列的元素。
三、数组指针引用二维数组除了使用指针引用二维数组,我们还可以使用数组指针来引用二维数组。
数组指针引用二维数组的形式为:int (*p)[n],其中p是一个指针,指向一个长度为n的一维数组。
通过数组指针引用二维数组,我们可以通过对指针p进行加减操作,来访问数组中的每个元素。
例如,可以使用数组指针p来访问二维数组中的元素,p[i][j]表示二维数组中的第i行第j列的元素。
四、指向指针的指针引用二维数组指向指针的指针是一种特殊的指针,它指向的是一个指针变量的地址。
指向指针的指针引用二维数组的形式为:int **p,其中p是一个指向指针的指针。
通过指向指针的指针引用二维数组,我们可以通过对指针p进行加减操作,来访问数组中的每个元素。
例如,可以使用指向指针的指针p来访问二维数组中的元素,p[i][j]表示二维数组中的第i行第j 列的元素。
总结:本文介绍了四种引用二维数组的方式,包括直接引用二维数组、指针引用二维数组、数组指针引用二维数组和指向指针的指针引用二维数组。
通过这些方式,我们可以方便地对二维数组进行操作和访问。
指针变量的定义与引用

指针变量的初始化
在定义指针变量时同时给该变量一个初始值, 在定义指针变量时同时给该变量一个初始值,称为 指针变量初始化。 指针变量初始化。 例如: 例如: int a=20; int *pa; pa=&a;(&为取地址符) ( 为取地址符 为取地址符)
指针变量的几点说明
(1)指针变量名前的“*”表示该变量为指针变量,而指针 )指针变量名前的“ ”表示该变量为指针变量, 变量名不包含该“ ” 变量名不包含该“*”。 (2)一个指针变量只能指向同一类型的变量。 )一个指针变量只能指向同一类型的变量。 (3)指针变量中只能存放地址,而不能将数值型数据赋给 )指针变量中只能存放地址, 指针变量。 指针变量。 (4)只有当指针变量中具有确定地址后才能被引用。 )只有当指针变量中具有确定地址后才能被引用。
指针变量的引用
对指针变量的引用包含两个方面: 对指针变量的引用包含两个方面:一是对指针变量 本身的引用,如对指针变量进行各种运算; 本身的引用,如对指针变量进行各种运算;二是利用指 针变量来访问所指向的目标,对指针的间接引用。 针变量来访问所指向的目标,对指针的间接引用。 与指针相关的两个运算符: 与指针相关的两个运算符: (1)&:取地址运算符 ) 取地址运算符 (2)*:指针运算符,取其指向的内容 ) :指针运算符, 指针指向的对象可以表示成如下形式: *指针变量 指针指向的对象可以表示成如下形式: *指针变量 特别要注意的是,此处*是访问指针所指向变量的运算 特别要注意的是,此处 是访问指针所指向变量的运算 与指针定义时的*不同 在定义指针变量时, 不同。 符,与指针定义时的 不同。在定义指针变量时,* 号表 示其后是指针变量。在其它位置出现, 号是运算符。 示其后是指针变量。在其它位置出现,* 号是运算符。 如果与其联系的操作数是指针类型, 是间接访问 引用) 是间接访问(引用 如果与其联系的操作数是指针类型,*是间接访问 引用 运算符;如果与其联系的操作数是基本类型, 运算符;如果与其联系的操作数是基本类型, *是乘法运算符。在使用和阅读程序时要严格 是乘法运算符。 是乘法运算符 区分* 号的含义。 区分 号的含义。
简要陈述指针的优缺点

简要陈述指针的优缺点C 语言的精华和灵魂是指针,但运用的时候却比较容易出错。
C++ 又引入了“引用的概念,然而在使用过程中很难分清楚它们之间的区别,本文结合编程实例,简单分析了引用和指针的不同之处。
指针和引用看起来完全不同(指针用操作符'*' 和引用使用操作符,但他们似乎都有同样的功能。
指针和引用都是让你对其他对象的实现间接引用。
你如何决定在何时使用指针,在何时使用引用呢?首先,我们必须要认识到在任何情况下都不能使引用的指向为空值。
一个引用必须总是指向某些对象。
因此,如果你定义一个变量并让它指向一个对象,但是该变量在某些时候也可以不指向任何对象,这时你应该把变量声明为指针,因为指针可以为空值。
相反,如果变量必须指向一个对象,例如你的设计不允许变量为空,这时你就应该把变量声明为引用。
一、指针和引用的概念指针其实是一个特殊的变量,它里面存储的本质上是一个内存地址。
弄清指针需要了解指针的四方面的内容:指针的类型,指针所指向的类型,指针的值或者叫指针所指向的内存区,还有指针本身所占据的内存区°C++ 语言规定可以在程序中定义整型变量、实型变量和字符型变量等,也可以定义一种特殊的变量,专门用于存放变量地址。
通过变量b找到变量a的地址,再根据这个地址找到变量a,这就是我们所说的“间接访问”方式。
由于通过地址能找到所需的变量单元,所以可以说,地址“指向”该变量单元。
一个变量的地址称为该变摇的“指针”。
如果有一个变量专门用来存放另一变量的地址(即指针),则它称为“指针变量”。
引用:引用,一个变量的别名,为什么引入别名呢?原因是我们想定义一个变量,他共享另一个变量的内存空间,使用别名无疑是一个好的选择。
变量是什么?是一个内存空间的名字,如果我们给这个内存空间在起另外一个名字,那就是能够共享这个内存了,引用(别名)的由此而来。
引用的定义方法与定义指针相似,只是用&代替了*。
例如:Point pl(4,4):Point&p2=pl;定义了pl为pl的引用。
char -p; -p = malloc(10);有什么问题

char *p; *p = malloc(10);有什么问题所声明的指针是p, 而不是*p, 当你操作指针本身时(例如当你对其赋值, 使之指向别处时), 你只需要使用指针的名字即可:p = malloc(10);当你操作指针指向的内存时, 你才需要使用* 作为间接操作符:*p = H拓展:C++编程中指针与引用的区别一、指针和引用的区别(1)引用总是指向一个对象,没有所谓的null reference .所有当有可能指向一个对象也有可能不指向对象则必须使用指针.由于C++ 要求reference 总是指向一个对象所以reference要求有初值.String rs = string1;由于没有所谓的null reference 所以在使用前不需要进行测试其是否有值,而使用指针则需要测试其的有效性.(2)指针可以被重新赋值而reference则总是指向最初或地的对象.(3)必须使用reference的场合. Operator[] 操作符由于该操作符很特别地必须返回[能够被当做assignment 赋值对象] 的东西,所以需要给他返回一个reference.(4)其实引用在函数的参数中使用很经常.void Get***(const int a) //这样使用了引用又可以保证不修改被引用的值{}★相同点:1. 都是地址的概念;指针指向一块内存,它的内容是所指内存的地址;引用是某块内存的别名。
★区别:1. 指针是一个实体,而引用仅是个别名;2. 引用使用时无需解引用(*),指针需要解引用;3. 引用只能在定义时被初始化一次,之后不可变;指针可变; 引用从一而终4. 引用没有const,指针有const,const 的指针不可变;5. 引用不能为空,指针可以为空;。
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指针与引用看上去完全不同(指针用操作符“*”和“->”,引用使用操作符“. ”),但是它们似乎有相同的功能。
指针与引用都是让你间接引用其他对象。
你如何决定在什么时候使用指针,在什么时候使用引用呢?
首先,要认识到在任何情况下都不能使用指向空值的引用。
一个引用必须总是指向某些对象。
因此如果你使用一个变量并让它指向一个对象,但是该变量在某些时候也可能不指向任何对象,这时你应该把变量声明为指针,因为这样你可以赋空值给该变量。
相反,如果变量肯定指向一个对象,例如你的设计不允许变量为空,这时你就可以把变量声明为引用。
“但是,请等一下”,你怀疑地问,“这样的代码会产生什么样的后果?”
char *pc = 0; // 设置指针为空值
char& rc = *pc; // 让引用指向空值
这是非常有害的,毫无疑问。
结果将是不确定的(编译器能产生一些输出,导致任何事情都有可能发生)。
应该躲开写出这样代码的人,除非他们同意改正错误。
如果你担心这样的代码会出现在你的软件里,那么你最好完全避免使用引用,要不然就去让更优秀的程序员去做。
我们以后将忽略一个引用指向空值的可能性。
因为引用肯定会指向一个对象,在C++里,引用应被初始化。
string& rs; // 错误,引用必须被初始化
string s("xyzzy");
string& rs = s; // 正确,rs指向s
指针没有这样的限制。
string *ps; // 未初始化的指针
// 合法但危险
不存在指向空值的引用这个事实意味着使用引用的代码效率比使用指针的要高。
因为在使用引用之前不需要测试它的合法性。
void printDouble(const double& rd)
{
cout << rd; // 不需要测试rd,它
} // 肯定指向一个double值
相反,指针则应该总是被测试,防止其为空:
void printDouble(const double *pd)
{
if (pd) { // 检查是否为NULL
cout << *pd;
}
}
指针与引用的另一个重要的不同是指针可以被重新赋值以指向另一个不同的对象。
但是引用则总是指向在初始化时被指定的对象,以后不能改变。
string s1("Nancy");
string s2("Clancy");
string& rs = s1; // rs 引用s1
string *ps = &s1; // ps 指向s1
rs = s2; // rs 仍旧引用s1,
// 但是s1的值现在是
// "Clancy"
ps = &s2; // ps 现在指向s2;
// s1 没有改变
总的来说,在以下情况下你应该使用指针,一是你考虑到存在不指向任何对象的可能(在这种情况下,你能够设置指针为空),二是你需要能够在不同的时刻指向不同的对象(在这种情况下,你能改变指针的指向)。
如果总是指向一个对象并且一旦指向一个对象后就不会改变指向,那么你应该使用引用。
还有一种情况,就是当你重载某个操作符时,你应该使用引用。
最普通的例子是操作符[]。
这个操作符典型的用法是返回一个目标对象,其能被赋值。
vector<int> v(10); // 建立整形向量(vector),大小为10;
// 向量是一个在标准C库中的一个模板(见条款M35)
v[5] = 10; // 这个被赋值的目标对象就是操作符[]返回的值
如果操作符[]返回一个指针,那么后一个语句就得这样写:
*v[5] = 10;
但是这样会使得v看上去象是一个向量指针。
因此你会选择让操作符返回一个引用。
(这有一个有趣的例外,参见条款M30)
当你知道你必须指向一个对象并且不想改变其指向时,或者在重载操作符并为防止不必要的语义误解时,你不应该使用指针。
而在除此之外的其他情况下,则应使用指针。