【C++】C++ 引用详解 ⑦ ( 指针的引用 )

一、二级指针可实现的效果

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指针的引用 效果 等同于 二级指针 , 因此这里先介绍 二级指针 ;

使用 二级指针 作为参数 , 可以实现如下功能 :

• 动态内存管理 : 借助二级指针 , 可以在函数中分配或释放内存 ; 如 : 创建一个动态数组或调整现有数组的大小 , 在函数中需要一个指向指针的指针作为参数 , 以便修改原始指针 ;

void createArray(int **arr, int size) {  
    *arr = malloc(size * sizeof(int));  
}

• 修改指针的值 : 借助二级指针 , 可以在函数中修改指针的值 , 即改变它所指向的地址 ; 如果直接传递 一级指针 , 函数只能修改指针指向内存中的数据 , 指针的指向不会改变 ;

void changePointer(int **ptr) {  
    int new_value = 10;  
    *ptr = &new_value;  // 修改指针值 
}

• 传递多维数组 : C 语言中 , 数组名本质上是指向数组第一个元素的指针 , 传递多维数组到函数中通常需要传递一个指向指针的指针 , 即二级指针 ; 借助二级指针 , 函数可以修改原始数组的行指针 ;

void process2DArray(int **array, int rows, int cols) {  
    //...  
}

二、指针的引用

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1、指针的引用 等同于 二级指针 ( 重点概念 )

普通变量的 引用 , 调用时可以直接当做 普通变量 使用 , 可实现的功能 相当于 一级指针 ;

• 普通变量 相当于 零级指针 ;

一级指针的 引用 , 调用时可以直接当做 一级指针 使用 , 可实现的功能 相当于 二级指针 ;

N 级指针的 引用 , 调用时可以直接当做 N 级指针 使用 , 可实现的功能 相当于 N + 1 级指针 ;

在 C++ 语言 中 , 使用 引用 时 , C++ 编译器 会自动将 引用 翻译为 一级指针 使用 , 自动 在 一级指针 变量 旁边加上 取地址符号 & 和 取值符号 * ;

指针的引用 就相当于 二级指针 , 其 实现的效果 , 等同于 二级指针 ;

C++ 编译器 遇到 指针的引用 时 , 会自动将 引用指针 转为 二级指针 ;

2、引用本质 - 函数间接赋值简化版本

使用函数进行间接赋值 , 需要满足如下三个条件 :

• 函数中定义 指针类型 的 形参 , 调用函数时 修改函数外的 实参 ;
• 将 实参 取地址 , 传递给 函数 ;
• 在函数中 , 通过指针修改 实参的值 , 以达到修改外部变量的效果 ;

如果将 函数 的形参类型 设置为 引用 类型 , 也能达到 间接赋值 的效果 ;

引用 实际上是 把 间接赋值 的三个条件的后两个条件进行了合并 , C++ 编译器遇到引用 , 还是需要将 引用 还原为 C 语言中的 取地址 传入函数 , 在函数内部使用指针访问实参 ;

3、代码示例 - 指针的引用

该 函数 的 参数 是 一级指针的引用 , 使用该参数时 可以当做 一级指针使用 , 其效果 等同于 二级指针 ; 其效果等同于上一篇博客 【C++】C++ 引用详解 ⑥ ( 普通变量 / 一级指针 / 二级指针 做函数参数的作用 ) 中的 int getStudent(Student** stu) 函数 ;

// 参数是 一级指针的引用 
// 该参数 是 一级指针的引用 
// 使用该参数时 可以当做 一级指针使用
// 其效果 等同于 二级指针
int getStudent(Student*& p)

调用该 一级指针 的 引用 , 可以直接访问 一级指针 , 不需要使用 * 符号 ;

因此 这里 直接为 一级指针 进行内存分配 ;

如果此处是二级指针 , 需要先试用 * 符号 取出二级指针指向的一级指针 , 然后再为该 一级指针 分配内存 ;

    // 为形参中声明的 Student* 指针的引用 分配内存
    // 一维指针的引用 相当于直接访问一维指针 
    // 相当于为 main 函数中的 Student* stu 变量赋值
    p = (Student*)malloc(sizeof(Student));
    // 如果传入的是二维指针参数 Student** p
    // 上述操作等同于
    // *p = (Student*)malloc(sizeof(Student));

代码示例 :

// 导入标准 io 流头文件 其中定义了 std 命名空间
#include 
// 导入 std 命名空间
using namespace std;

struct Student
{
    char name[64];
    int age;
};

// 参数是 指针的引用 
// 该参数 是 一级指针的引用 
// 使用该参数时 可以当做 一级指针使用
// 其效果 等同于 二级指针
int getStudent(Student*& p)
{
    // 为形参中声明的 Student* 指针的引用 分配内存
    // 一维指针的引用 相当于直接访问一维指针 
    // 相当于为 main 函数中的 Student* stu 变量赋值
    p = (Student*)malloc(sizeof(Student));
    // 如果传入的是二维指针参数 Student** p
    // 上述操作等同于
    // *p = (Student*)malloc(sizeof(Student));

    if (p == NULL)
    {
        // 分配内存失败 , 返回错误码 2
        return 2;
    }

    // 设置结构体成员值
    p->age = 18;

    // 执行成功
    return 0;
}

int main() {
    // 声明 Student 对象
    Student* stu = NULL;

    // 调用函数 将二级指针传入函数 
    // 在函数内部创建 Student 对象
    getStudent(stu);

    // 打印结构体成员
    printf("stu->age = %d\n", stu->age);


    // 控制台暂停
    system("pause");

    return 0;
}

执行结果 :

stu->age = 18
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