C++ Primer笔记002：引用/指针/const

news2024/11/18 3:32:22

文章目录

  • 1. 引用
    • 1.1 引用不是对象或变量
    • 1.2 引用必须初始化
    • 1.3 不能定义引用的引用
    • 1.4 引用类型要适配
    • 1.5 非const引用不能绑定字面值
  • 2. 指针
    • 2.1 指针和引用的区别
    • 2.2 指针的指针
    • 2.3 类型一致
    • 2.4 指针的引用
    • 2.5 void 型指针
  • 3. const
    • 3.1 const的基本作用
    • 3.2 对const变量的引用
    • 3.3 不能把一般引用与const变量进行绑定
    • 3.4 const变量的引用可以绑定字面值
    • 3.5 不存在const引用
  • 4. const与指针
    • 4.1 const变量的值不能改变
    • 4.2 const变量的指针可以存储非常量的地址
    • 4.3 const常量的存储地址
    • 4.4 const指针

1. 引用

1.1 引用不是对象或变量

引用就是对象或变量的别名，但引用不是对象或变量

int a=10;
int &b=a;

这里面，b就是变量a的另一个名字，对b操作就是对a操作，对a操作，b也会变化

void testreference()
{
	int a=10;
	int &b=a;
	b=5;
	cout<<a<<b<<endl;
	a=4;
	cout<<a<<b<<endl;
}

在这里插入图片描述

1.2 引用必须初始化

因为引用一定是某个变量的别名，引用一定是和变量绑定在一起的，所以引用必须初始化

int a=10;
int &b; <---错误

在这里插入图片描述

1.3 不能定义引用的引用

因为引用不是对象，但是引用又要绑定一个对象，所以不能定义引用的引用

int a=10;
int &b=a;
int &(&c)=a; <---错误

在这里插入图片描述

1.4 引用类型要适配

因为操作引用就是操作变量或者对象本身，所以对于内置类型，变量和其引用之间的类型要适配。

int a=10;
float &b=a; <---错误

在这里插入图片描述

1.5 非const引用不能绑定字面值

因为引用必须和变量进行绑定，所以非const引用不能绑定字面值

int a=10;
int &b=20; <---错误

在这里插入图片描述

所以，引用的基本特性就五个：

1.不是对象;
2.必须初始化;
3.不能定义引用的引用;
4.类型适配;
5.不能绑定字面值.

2. 指针

2.1 指针和引用的区别

指针就是变量的地址，可以通过引用访问变量，也可以通过指针访问变量，但是指针是对象，而引用不是，这是二者的根本区别

void testpointer()
{
	int a=10;
	int *p=&a;
	int *q;
	cout<<p<<endl<<q<<endl;
}

在这里插入图片描述

通过上述代码，可以知道，指针可以不初始化（只是为了演示，不要这样做），但是引用必须初始化。

另外，&符号既能表示引用，也是取地址符号，当&出现在=左侧时，是引用，在=右边就是取地址。

2.2 指针的指针

因为指针是一个对象，所以可以定义指针的指针，但是不能定义引用的引用

void testpointer()
{
	int a=10;;
	int *p=&a;
	int *q;
	int **pp = &p;
	cout<<p<<endl<<q<<endl;
	cout<<pp<<endl;
}

在这里插入图片描述

所以，指针的引用的不同点就是：

1.引用必须初始化，指针不用，
2.可以定义指针的指针，但是不能定义引用的引用，这两点的原因就是指针是变量，而引用不是（只是个别名）

2.3 类型一致

指针所指向的数据的类型要和指针的类型一致

float a=10;
int *p=&a;

在这里插入图片描述

2.4 指针的引用

因为指针是对象，引用不是，所以可以定义指针的引用，但是不能定义引用的指针。

void testpr()
{
	int i=0;
	int *pi=&i;
	int *&pr=pi;
	cout<<pr<<endl<<pi<<endl;
	*pr=4;
	cout<<i<<endl;
}

在这里插入图片描述

int *&pr=pi;说明了如何定义一个指针的引用，可以从右向左读。
先看pr部分，我们知道有个对象叫pr；接着看到&pr，我们知道pr是一个引用；
最后看到int *，就知道这个引用和一个int类型的指针绑定，这个指针就是pi。
因为pr是pi的别名，所以对可以通过pr改变i。

2.5 void 型指针

void型指针可以存放任意类型的指针（包括二级指针），但是不能对void型指针解引用，所以void*指针可以保护数据所在的内存不被修改

void testvoidp()
{
	double d=1.2;
	double *pd=&d;
	int i=11;
	int *pi=&i;
	void *vp=pi;
	vp=pd;
	cout<<__func__<<endl;
	cout<<*vp;
}

在这里插入图片描述

3. const

3.1 const的基本作用

之前所讲的C++中的变量值，都是可以赋值的，如果我们不允许对变量赋值，那么就要将变量设置为const。

void testconst()
{
	const int c=10;
	c=20;
}

在这里插入图片描述

可见，只能对const变量进行初始化，不能对其赋值，因为const变量的值不能被改变

3.2 对const变量的引用

可以用const来修饰一个引用，称为对const变量的引用，对const变量的引用不能直接修改所绑定的对象（这个性质通常用于函数传参，使传的参数在函数中不能被改变）

void testconst()
{
	int i=2;
	const int &ri=i;
	ri=3;
}

在这里插入图片描述也就是说，无法通过ri来修改i的值

3.3 不能把一般引用与const变量进行绑定

因为const的变量无法修改，所以不能把一般引用与const变量进行绑定

void testconst()
{
	const int c=10;
	int &ri=c;
}

如果可以通过一般引用来绑定const的变量，那么就可以通过该引用修改const变量，与const的属性相冲突，所以，不能用一般引用与const变量进行绑定。
在这里插入图片描述

3.4 const变量的引用可以绑定字面值

一般的引用不能与字面值进行绑定，但是const变量的引用可以绑定字面值（因为有const修饰）。而且，const变量的引用不仅可以绑定字面值，还可以绑定一般的对象（允许类型不匹配）

   void testconst()
   {
   	double d=1.2;
   	const int &rc=10;
   	const int &rc1=d;
   	cout<<rc<<endl<<rc1<<endl;
   }

在这里插入图片描述

正是因为const变量的引用几乎可以绑定任何对象，所以函数的参数一般都设定为const变量的引用，扩大了函数可传参数的范围

此外，由于是按引用传参，所以避免了拷贝，加快了代码的执行速度。

当执行const int &rc1=d;时，rc1并不是真正的和d绑定，而是绑定了一个临时变量，编译器会把这句代码转化成下面这样

const int tmp=d; //类型转换 double to int
const int &rc1=tmp;

在这种情况下，引用绑定的是一个临时量对象而不是d本身，而是临时变量tmp。

c++认为，常量引用可以绑定这个临时量，而普通引用就不能绑定这个临时量。因为c++认为，使用普通引用绑定一个对象，就是为了能通过引用对这个对象做改变。如果普通引用绑定的是一个临时量而不是对象本身，那么改变的是临时量而不是希望改变的那个对象，这种改变是无意义的。所以规定普通引用不能绑定到临时量上。

那么为什么常量引用就可以呢，因为常量是不能改变的。也就是说，不能通过常量引用去改变对象，那么绑定的是临时量还是对象都无所谓了，反正都不能做改变，也就不存在改变无意义的情况。

所以，常量引用可以绑定临时量，也就可以绑定非常量的对象、字面值，甚至是一般表达式，并且不用必须类型一致。

3.5 不存在const引用

4.因为引用并不是对象，所以不存在const引用（注意理解const变量的引用和const引用的区别）

void testconstreference()
{
	double d=1.2;
	int  &const rc=10; //const的引用
	const int &rc1=d;
	cout<<rc<<endl<<rc1<<endl;
}

在这里插入图片描述

const变量的引用与一般引用（见C++知识点——指针、引用基础）的区别

1.一般引用不能绑定字面值。但是const变量的引用就可以	
2.一般引用要与绑定的数据的类型一致，但是const变量的引用是个例外

4. const与指针

4.1 const变量的值不能改变

const变量的值不能改变，所以想要存放const变量的地址，就需要使用指向const变量的指针。

void testconstpointer()
{
	const int i=0;
	const int *pi=&i;
	cout<<pi<<endl;
}

在这里插入图片描述

4.2 const变量的指针可以存储非常量的地址

所以指向const变量的指针的基本作用就是存储const变量的地址，而且const变量的指针也可以存储非常量的地址（类型要匹配），因为pi本身是变量，pi本身并不是const

void testconstpointer()
{
	int i=0;
	const int *pi=&i;
	cout<<pi<<endl;
}

在这里插入图片描述

4.3 const常量的存储地址

const变量i的地址不能使用指向非常量的指针来存储，而且非常量的指针也不能指向常量的指针，否则可以通过指针修改const变量。

void testconstpointer()
{
	const int i=0; 
	const int *pi=&i; //对
	int *p=&i; //错，p不是常量指针
	cout<<pi<<endl;
}

在这里插入图片描述

=======================================

void testconstpointer()
{
	const int i=0;
	const int *pi=&i;
	int *p=&pi;
	cout<<pi<<endl;
}

在这里插入图片描述

4.4 const指针

因为引用不是对象，但是指针是对象，所以存在const指针

void testconstpointer()
{
	int i=0;
	const int *const pi=&i;
	cout<<pi<<endl;
}

在这里插入图片描述

const int *const pi;的读法依然采用从右向左的读法

先看到pi，我们知道这是一个变量，接着看到const，我们知道他是一个const变量，然后看到*，我们知道这个是const的指针变量，看到const int我们知道这个const指针指向一个const int。

因为pi用const修饰，所以pi中存储的地址值不能改变，也就是说，pi本身不能改变

void testconstpointer()
{
	int i=0;
	int j=0;
	const int *const pi=&i;
	pi=&j;
	cout<<pi<<endl;
}

在这里插入图片描述

因为pi指向const int，所以不能通过pi来改变指向的对象的值。

void testconstpointer()
{
	int i=0;
	int j=0;
	const int *pi=&i;
	*pi=10;
	cout<<pi<<endl;
}

在这里插入图片描述

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