【C++】引用、指针、函数指针、指针函数

指针和引用的概念及区别

引用

• 引用是一个已存在对象的别名，使用 & 符号进行声明，例如 int& ref = num;
• 引用必须在声明时初始化，并且一旦绑定到一个对象后，就不能再重新绑定到其他对象
• 引用使用起来类似于被引用对象的别名，通过引用可以直接访问和操作所引用的对象。
• 引用不占用额外的内存空间，它只是对已存在对象的一个别名。

指针

• 指针是一个变量，存储了内存地址，使用 * 符号进行声明，例如 int* ptr;
• 指针可以通过赋值操作指向其他变量或对象，也可以指向空地址（nullptr）表示没有指向任何对象。
• 指针可以进行指针运算，例如指针加法、指针减法等，以及访问所指向对象的成员。
• 指针需要显式地进行解引用操作（使用 *）才能访问所指向对象的值。

总结来说，引用提供了一种直接访问已存在对象的方式，而指针提供了更灵活的内存管理和间接访问对象的方式。引用在声明时必须初始化，并且一旦绑定到一个对象后不能更改目标对象，而指针可以重新赋值指向不同的对象。根据具体的使用场景和需求，选择适合的引用或指针来处理变量和对象。

函数指针

指针变量也可以指向一个函数。一个函数在编译时被分配给一个入口地址。这个函数入口地址就称为函数的指针。可以用一个指针变量指向函数，然后通过该指针变量调用此函数。
函数指针的一般形式定义为：

函数类型(* 指针名)(函数形参表)；

示例：

#include
using namespace std;
int mymax(int x, int y)
{
	return (x > y) ? x : y;
}
int main()
{
	int a, b, c;
	cin >> a >> b;
	c = mymax(a, b);
	cout << "mymax(a,b)=" << c << endl;
	int(*p)(int, int);
	p = mymax;
	cout << "p(a,b)=" << p(a, b) << endl;
	return 0;
}

定义了两数比较返回较大值的函数mymax。正常调用为mymax(a, b)
指针调用方法如下：
首先定义指针变量int(*p)(int, int)
第一个int表示指针变量p指向的函数的类型，后两个int是指p所指向的函数中的形参的类型。p是指向函数的指针变量。

注意： 在定义指向函数的指针变量p时，（*p）两侧的括号不可省略，表示 p先于*结合，它是指针变量，然后再与后面的（）结合，表示此指针变量指向函数。
p=mymax是将函数max的入口地址赋给指针变量p，这样p才指向函数max。

指针函数

一个函数可以带回一个整型值、字符值、实型值等，也可以带回指针型的数据，即地址。其概念与以前类似，只是带回的值的类型是指针类型而已。返回指针值的函数简称指针函数。
定义指针函数的一般形式为：

类型名 *函数名（参数列表）

例如：

int *a(int x,int y);

a是函数名，调用它以后能得到一个指向整型数据的指针（地址）。

注意： a两侧没有括号，由于（）优先级高于，因此a先与（）结合，显然这是函数形式。

示例：

#include 

// 定义一个指针函数，返回两个整数中较大的值的指针
int* GetMax(int* num1, int* num2) {
    if (*num1 > *num2) {
        return num1;
    } else {
        return num2;
    }
}

int main() {
    int a = 5;
    int b = 10;

    // 调用指针函数，获取较大值的指针
    int* maxPtr = GetMax(&a, &b);

    std::cout << "Max value: " << *maxPtr << std::endl;

    return 0;
}

在上述示例中，GetMax() 函数是一个指针函数，它接受两个整数的指针作为参数，并返回较大值的指针。在 main() 函数中，我们将变量 a 和 b 的地址传递给 GetMax() 函数，并将返回的指针存储在 maxPtr 中。然后，通过解引用 maxPtr，我们可以获取较大值并进行输出。

引用的实现方式：

#include 


int* GetMax(int &num1, int &num2) {
	if (num1 > num2) {
		return &num1;
	}
	else {
		return &num2;
	}
}

int main() {
	int a = 5;
	int b = 10;
	int* maxPtr = GetMax(a, b);
	std::cout << "Max value: " << *maxPtr << std::endl;
	return 0;
}

当我们将参数声明为引用类型（使用 & 符号）时，函数可以直接访问并操作函数外部的变量，而无需通过指针的间接方式。

在这个例子中，GetMax() 函数接受两个参数 num1 和 num2，这两个参数都是以引用的方式传递。通过引用参数，函数内部可以直接访问和比较 num1 和 num2 的值。

在函数内部，通过比较 num1 和 num2 的值，找到较大的值，并返回该值的指针。由于函数参数是以引用方式传递的，所以函数内部对参数的修改会直接反映到函数外部的变量上。

在 main() 函数中，我们定义了变量 a 和 b，并将它们的值传递给 GetMax() 函数。通过函数返回的指针，我们可以获取较大的值，并进行输出。