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指针

指针类型

野指针

二级指针

Const修饰指针

引用

引用的作用

常引用

引用和指针的对比

引用能够完全替换指针吗？

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指针

        指针是C语言中的概念，它是指计算机储存内容的地址。指针它的值指向存在电脑储存器中另一个地方的值。通过地址能找到的所需的变量单元，即地址指向改变量单元。因此，讲地址形象化的称为“指针”。意思是通过他能找到以他为地址的内存单元（然后可以更改改内存单元中储存的内容）。

指针变量大小：32位机器：4字节，64位机器：8字节

指针类型

        由于指针表示指向计算机存储内容的地址，所以指向的内容不同就分出了很多不同的指针类型，比如指向整形就被称为整形指针、指向函数地址的就被称为函数指针、指向数组的指针被称为数组指针等

        指针类型就决定了我们后续进行解引用操作时，可以访问的空间大小。比如char*能访问1个字节，int*能够访问4个字节，double*能够访问8个字节。

        指针类型也决定了：指针一步走多远（指针的步长）。比如：char*类型的指针变量+1，地址+1；int*类型的指针变量+1，地址+4。

野指针

        野指针：是指针指向的位置是不可知的、随机的。

野指针出现原因：

        1.指针变量没有初始化（即没有赋值给指针变量）

        2.指针越界访问：当指针指向的范围超出了原先设定的范围，则会出现野指针，比如使用数组指针时访问超出了数组的范围。
        3.指针指向的内存被释放。比如我们在一个函数中把一个局部变量的地址给储存起来了。但是当我们退出函数后，局部变量会被删除，就算我们储存了局部变量的地址，但这个地址实际上在函数结束又返还给了内存，此时这个指针就变为了野指针。  

        如下图所示，我们定义的int类型的arr数组，总共只有10个元素，我们用p来指向这个arr数组的元素位置，但是当i=11时，我们指针就超过了arr数组指定的范围，即越界访问，这时就会产生野指针。

如何避免野指针？

1. 指针创建时要初始化，若真不知道赋给指针变量什么值，就可以先赋值NULL/nullptr（空指针）
2. 小心指针越界（越界时，系统会崩溃，假如系统崩溃，可以看看是否指针越界）
3. 指针指向的空间释放后，给其赋值NULL。即指针不用的时候就赋值NULL空指针（注意NULL空指针不能访问）
4. 指针试用前先检查有效性

二级指针

         二级指针：就把一级指针的地址存起来，（一级指针存变量的地址）。一个*就是一级指针，**就是二级指针。可以依次往上递增，同理***存放二级指针的地址，称为3级指针。

        注意：多级指针解引用访问时也要解多次。

Const修饰指针

        当const在类型前面，修饰的是指针变量num所指向的内容，如 const int* num。此时const修饰的是指针变量num所指向的内容，表示指针变量 num 所指向的内存单元里面的内容不可变，指针变量num是可变的，可以改变，指向其他地址。

        当const修饰指针变量时，如 int* const num此时 const 修饰的是指针变量 num，所以指针变量 num 不可变，指针变量num所指向的内容可变。

        方便记法：

        const int* num：num先与*结合，*num表示一个int类型，*num不可变

        int* const num：num先与const结合，在解引用，表示num不可变

引用

        引用是C++中的概念，在C++中我们可以给变量取别名，这个操作就叫引用。使用方法：类型& 新变量名=旧变量名。如下图所示，打印的&b和&a，打印a和b的地址，会是同个地址，下面b++也会让a++，a++也会让b++，最终a=b=2

引用特性：

1.         1.引用（取别名）可以对一个变量重复使用，也可以对一个别名再引用。
2.         2.引用必须在其初始化时就使用，不能先创建一个引用在让引用指向其他值。
3.         3.引用定义后不能改变指向。

4. 注意：取别名的前提是不能放大权限。如果一个变量原来是const修饰的，那就不能用普通的引用来引用它，要用常引用。

   

5. 引用的作用

   1.         做函数参数（输出型参数，参数会改变后返回）。在C语言中我们函数若要改变传参的值，传参必须传递地址，接收改变也必须都用指针。而在C++中，我们可以用引用作为函数的传参，这些形参就不是原参数的零时拷贝，而是原参数的别名，改变别名的值也会影响原参数。如果传参过大，引用也能减少空间的浪费，提高代码效率（以上功能指针都能实现，但是引用更简单）。

   2. 引用做函数参数的作用：1.做输出型参数，2.减少拷贝量，提高效率。

      1.         做函数返回值，可修改返回值。注意：当引用做函数返回值时，不能返回局部变量的引用。当使用static修饰的全局变量或者malloc开辟的变量（一个不会随着函数结束而被回收的变量），这些都可以用引用返回，然后对返回的变量修改。

         1. 引用做函数返回值的作用：1.修改返回值（不是局部变量），2.减少拷贝量，提高效率。

            常引用

                    常引用，即在类型前面加上const，用于我们需要用到引用，但又不想改变引用的值的情况。在后面的拷贝构造函数中，我们需要用到引用来传参，但又不想引用的参数被改变，所以就用const。

                    常引用引用的对象可以是常量或者表达式。注意：表达式不能用普通的引用来引用，因为一个表达式的结果是一个临时变量，具有常属性，要引用的话只能用常引用。

                    整形提升/截断时产生的零时变量也具有常属性，可以被常引用引用。例如下图：

         2. 

常引用是一种权限的缩小，只读，不写不改。

引用和指针的对比

引用和指针的不同点：

1.         1.语法上引用是别名，不开空间；而指针是地址，需要开空间存地址。底层中引用和指针都会开辟空间（从汇编层面看，引用底层是用指针实现的）。
2.         2.别名必须初始化给一个值，指针可以不初始化（指针不初始化可能会有野指针，但不用就行）。
3.         3.指针可以改变指向，引用不行。
4.         4.因为上面两个原因，所以引用相对安全，没有空引用，但有空指针。有野引用（函数返回值用引用，返回局部变量，局部变量被收回后导致出现野引用），也有野指针，但是野引用不常见，而野指针很容易出现。
5.         5.引用和指针在sizeof中含义不同，sizeof（指针）返回值只有4/8（返回大小只跟操作系统位数有关），sizeof（引用）返回的是引用的类型大小。
6.         6.加减：引用自加是引用实体加1，指针自加是往后偏移一个类型的大小。
7.         7.有多级指针，但没有多级引用。
8.         8.指针要访问到实体需要解引用，引用可以直接访问到实体（编译器自己会处理引用）

   1. 引用能够完全替换指针吗？

              在C++中，引用不能完全替代指针。因为指针可以重新指向新的地址，而引用不行。引用只是对一些使用指针比较复杂的地方进行替代、优化，使代码更简单易懂。比如链表、二叉树都还是需要指针去连接。Java、Python都没有指针，只有引用，但它们的引用是可以重新改变指向的，所以不需要使用指针。