简单谈谈C++ 中指针与引用

下面是关于C++中指针与引用的详细讲解：

指针与引用简介

在C++中，指针和引用都属于变量地址的概念，它们可以被用来实现对变量的间接访问。指针是一个变量，存储着另一个变量的地址，而引用则是一个别名，是被引用变量的另一个名称。

指针和引用都是C++中重要的概念，尤其是在使用函数传参和动态内存分配时，它们常被使用。

指针的使用

在C++中，可以使用指针来实现对另一个变量的间接访问。定义指针用*操作符，同时需要指定指针的类型和指向的变量的地址。例如：

int a = 10;
int *ptr = &a;   // 定义指向int类型变量a的指针ptr，并将其初始化为a地址

在上述代码中，ptr定义为指向int类型变量的指针，使用&a可以获取变量a的地址。通过指针ptr可以间接访问a，例如：

cout << *ptr << endl;  // 输出a的值，即10
*ptr = 20;   // 将a的值修改为20
cout << a << endl;   // 输出a的值，即20

需要注意的是，指向一个未初始化的变量或者指向无效地址的指针可能会导致不可预测的行为或者程序崩溃。

引用的使用

与指针不同，引用是被引用变量的别名，当引用被修改时，被引用变量的值也会随之修改。引用的定义使用&操作符，在定义时需要初始化。例如：

int a = 10;
int &ref = a;   // 定义int类型的引用ref，并将其初始化为a

在上述代码中，ref是a的另一个名称。对引用变量的修改会直接反映到a上。例如：

cout << ref << endl;   // 输出a的值，即10
ref = 20;   // 修改引用ref变量的值
cout << a << endl;   // 输出a的值，即20

需要注意的是，C++中不允许定义一个引用变量不进行初始化，也不允许将引用重新赋值为另一个变量，因为引用是一种常量别名。

指针和引用的示例说明

示例一：函数传参

指针和引用通常被用来实现函数传参，这是因为函数传参时如果使用变量的副本会占用大量的内存，而使用指针或者引用可以减少内存的开销。例如：

void swap(int &a, int &b) {
  int temp = a;
  a = b;
  b = temp;
}

void swap(int *a, int *b) {
  int temp = *a;
  *a = *b;
  *b = temp;
}

int main() {
  int a = 1, b = 2;
  swap(a, b);  // 使用引用进行函数传参
  cout << a << " " << b << endl;   // 输出2 1
  swap(&a, &b);  // 使用指针进行函数传参
  cout << a << " " << b << endl;   // 输出1 2
  return 0;
}

在上述代码中，swap函数实现了交换两个变量的值。在main函数中，我们先使用引用进行函数传参，并交换了a和b的值，接着使用指针进行函数传参，并重新交换了a和b的值。

示例二：动态内存分配

指针和引用也可以被用来实现动态内存分配，动态内存分配允许在程序运行期间分配和释放内存，可以提高效率和灵活性。例如：

int main() {
  int *ptr = new int;   // 初始化int类型的动态内存
  *ptr = 10;
  cout << *ptr << endl;  // 输出10
  delete ptr;    // 释放动态内存
  int &ref = *new int;   // 定义int类型的引用，并初始化为动态内存
  ref = 20;
  cout << ref << endl;   // 输出20
  delete &ref;   // 释放动态内存
  return 0;
}

在上述代码中，我们首先使用指针在堆上分配了一个int类型的动态内存，并将其初始化为10，接着使用引用在堆上动态分配了一个int类型的变量，初始化为20。最后使用delete关键字释放了这两个动态内存。需要注意的是，动态内存的释放是程序员的责任，必须手动释放以避免内存泄漏。

总结

指针和引用是C++的重要概念，它们可以被用来实现对变量的间接访问。指针和引用的使用需要遵循一些规则，比如定义时需要初始化、指针需要避免指向无效地址等。正确使用指针和引用可以提高程序的效率和灵活性。