指针和引用

介绍

在C++中，指针和引用是两种重要的概念，它们都用于间接访问变量，但它们的使用方式和特性有所不同。下面是对指针和引用的详细讲解：

指针（Pointer）

定义：指针是一个存储内存地址的变量，使用 * 声明指针类型，可以通过指针间接访问和修改变量的值。

声明：使用*符号来声明指针。

int* ptr; // ptr是一个指向int类型的指针

初始化：指针可以通过取地址运算符&来初始化：

int a = 10;  
int* ptr = &a; // ptr现在指向变量a的地址

解引用：使用*运算符可以访问指针所指向的值：

int value = *ptr; // value现在是10

指针的运算：指针可以进行算术运算，例如加减操作，通常用于数组的遍历。

空指针：指针可以被设置为nullptr，表示它不指向任何有效的内存地址：

int* ptr = nullptr;

引用（Reference）

定义：引用是某个变量的别名，使用 & 声明引用类型，必须在声明时初始化，一旦绑定，不能更改引用的对象。

声明：使用&符号来声明引用。例如：

int a = 10;  
int& ref = a; // ref是a的引用

使用：引用可以像普通变量一样使用：

ref = 20; // 这将改变a的值为20

引用的特性：

引用必须在声明时初始化。

引用不能为nullptr，也不能指向不同的变量。

引用通常用于函数参数和返回值，以避免复制开销。

指针与引用的比较

总结

指针和引用在C++中各有其用途。指针提供了更大的灵活性和控制，但也带来了更高的复杂性和潜在的错误（如悬空指针）。引用则提供了一种更安全和简洁的方式来处理变量，尤其是在函数参数传递时。理解这两者的区别和使用场景对于编写高效和安全的C++代码至关重要。

初学者入门可以看视频，简单讲解：https://www.bilibili.com/video/BV18exnehEeF/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=cb02f779bd17a3aad9801e0c4464dfc9

指针和引用的关系

引用就是作用阉割（更安全）的指针（可以视为“type *const” 指针常量，所以引用必须上来就赋初值，不能设置为空），编译器不将引用视作对象，操作引用相当于操作引用指向的对象。也就从根本是杜绝了引用篡改内存的能力

进一步解释：

指针是一个变量，可以存储不同的地址（可以指向不同的内存）所以指针是可以修改内存的；引用是更安全的指针，它是类型*const，存储的地址不能改变（和第一次指向的内存锁死了）它其实是一个指针常量，杜绝了引用篡改内存的能力；

#include <iostream>


int main() {

    int i = 20;
    int& refI = i;
    int* const pi= &i;  // int& = int* cosnt  引用 = 指针常量

    std::cout << "refI: " << refI << ", *p: " << *pi << std::endl;

    return 0;
}

指针和引用的作用和区别

下面的思维导图总结的很好

野指针，悬挂指针，如何避免使用野指针和悬挂指针

野指针：野指针是指未初始化的指针

int* ptr;  // 未初始化的指针，这是一个野指针  
*ptr = 10; // 危险！可能导致程序崩溃

悬挂指针：悬挂指针是指原本指向的内存已经被释放或不再有效的指针

int* createDanglingPointer() {  
    int x = 10;  
    return &x;  // 返回局部变量的地址，函数结束后x将被销毁  
}  // x 被销毁后，返回的指针变成悬挂指针

如何避免野指针：指针定义时需要初始化

如何避免悬挂指针：delete后，指针置空

或者直接使用智能指针

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