指针与指针的引用

C++之研究——指针和引用

VB中的函数或过程的参数有2种传递方式：一种是值传递；一种是引用传递。分别用关键字ByVal和关键字ByRef指出。如果参数是以引用传递的话，函数或过程内部就可以靠这个引用参数来改变外部变量的值。在C语言中，如果要实现在函数内部改变外部变量的值的话，就应该传递这个变量的指针。如果要通过指针访问变量，必须使用指针运算符“*”。这样在源代码中就会显得比较别扭：

void function(int *pval)
{
*pval=100;
//pval=100;先不考虑此处类型转换的错误
//该代码只能改变堆栈中临时指针变量的地址，而不能改变指针指向对象的值
}

int main()
{
int x=200;
function(&x);
return 0;
}

为了能透明地使用指针来访问变量，C++中引入了“引用”的概念：

void function(int &refval)
{
refval=100;
}

int main()
{
int x=200;
function(x);
//当然，如下调用也可以。但这样做就失去引入"引用"的原本意义了
int &refx=x;
function(refx);
return 0;
}

这样一来，只要改一下函数声明，就可以在源代码的级别上实现指针访问和一般访问的一致性。可以把“引用”想象成一个不需要“*”操作符就可以访问变量的指针。上面的代码的C语言形式的伪代码：

void function(int *refal)
{
*refval=100;
}

int main()
{
int x=200;
int *refx=&x;
function(&x);
function(refx);
return 0;
}

根据函数的声明，C++编译器在遇到“function (x);”语句时，会自动转换成“function(&x);”形式的二进制代码。

来看“int **pp”和“int *&rp”区别。前者是一个指向指针的指针；后者是一个指针的引用。如果这样看不明白的话，变换一下就清楚了：

typedef int * LPINT;
LPINT *pp;
LPINT &rp;

下面这两个函数的二进制代码是一致的：

void function1(int **p)
{
**p=100;
*p=NULL;
}

void function2(int *&ref)
{
*ref=100;
ref=NULL;
}

在调用function1或function2时，编译器编译的二进制代码都将传递一个双重指针。

“引用”仅仅是为了给重载操作符提供了方便之门，其本质和指针是没有区别的。

C++中指针的引用

在下列函数声明中，为什么要同时使用*和&符号？以及什么场合使用这种声明方式? 　

　　 void func1( MYCLASS *&pBuildingElement );

　　 论坛中经常有人问到这样的问题。本文试图通过一些实际的指针使用经验来解释这个问题。

　　 仔细看一下这种声明方式，确实有点让人迷惑。在某种意义上，"*"和"&"是意思相对的两个东西，把它们放在一起有什么意义呢？。为了理解指针的这种做法，我们先复习一下C/C++编程中无所不在的指针概念。我们都知道MYCLASS*的意思：指向某个对象的指针，此对象的类型为MYCLASS。 void func1(MYCLASS *pMyClass); 　

　　// 例如： MYCLASS* p = new MYCLASS;

　　 func1(p);

　　 上面这段代码的这种处理方法想必谁都用过，创建一个MYCLASS对象，然后将它传入func1函数。现在假设此函数要修改pMyClass： void func1(MYCLASS *pMyClass)

　　 {
　　 DoSomething(pMyClass);
　　 pMyClass = // 其它对象的指针
　　 }　

　　 第二条语句在函数过程中只修改了pMyClass的值。并没有修改调用者的变量p的值。如果p指向某个位于地址0x008a00的对象，当func1返回时，它仍然指向这个特定的对象。（除非func1有bug将堆弄乱了，完全有这种可能。）

　　现在假设你想要在func1中修改p的值。这是你的权利。调用者传入一个指针，然后函数给这个指针赋值。以往一般都是传双指针，即指针的指针，例如，CMyClass**。 MYCLASS* p = NULL;

　　 func1(&p);
　　 void func1(MYCLASS** pMyClass);
　　 {
　　 *pMyClass = new MYCLASS;
　　 ……
　　 }　　

　　调用func1之后，p指向新的对象。在COM编程中，你到处都会碰到这样的用法--例如在查询对象接口的QueryInterface函数中：
interface ISomeInterface {
　　 HRESULT QueryInterface(IID &iid, void** ppvObj);
　　 ……
　　 };
　　 LPSOMEINTERFACE p=NULL;
　　 pOb->QueryInterface(IID_SOMEINTERFACE, &p);　　

　　 此处，p是SOMEINTERFACE类型的指针，所以&p便是指针的指针，在QueryInterface返回的时候，如果调用成功，则变量p包含一个指向新的接口的指针。

　　 如果你理解指针的指针，那么你肯定就理解指针引用，因为它们完全是一回事。如果你象下面这样声明函数：

　　 void func1(MYCLASS *&pMyClass);
　　 {
　　 pMyClass = new MYCLASS;
　　 ……
　　 }　　

　　 其实，它和前面所讲得指针的指针例子是一码事，只是语法有所不同。传递的时候不用传p的地址&p，而是直接传p本身：　　

　　 MYCLASS* p = NULL;
　　 func1(p);　　

　　 在调用之后，p指向一个新的对象。一般来讲，引用的原理或多或少就象一个指针，从语法上看它就是一个普通变量。所以只要你碰到*&，就应该想到**。也就是说这个函数修改或可能修改调用者的指针，而调用者象普通变量一样传递这个指针，不使用地址操作符&。

　　 至于说什么场合要使用这种方法，我会说，极少。MFC在其集合类中用到了它--例如，CObList，它是一个CObjects指针列表。
class CObList : public CObject {
　　 ……
　　 // 获取/修改指定位置的元素
　　 CObject*& GetAt(POSITION position);
　　 CObject* GetAt(POSITION position) const;
　　 };　　

　　这里有两个GetAt函数，功能都是获取给定位置的元素。区别何在呢？

　　区别在于一个让你修改列表中的对象，另一个则不行。所以如果你写成下面这样： CObject* pObj = mylist.GetAt(pos);　　

　　则pObj是列表中某个对象的指针，如果接着改变pObj的值： pObj = pSomeOtherObj;

　　这并改变不了在位置pos处的对象地址，而仅仅是改变了变量pObj。但是，如果你写成下面这样： CObject*& rpObj = mylist.GetAt(pos);　　

　　 现在，rpObj是引用一个列表中的对象的指针，所以当改变rpObj时，也会改变列表中位置pos处的对象地址--换句话说，替代了这个对象。这就是为什么CObList会有两个GetAt函数的缘故。一个可以修改指针的值，另一个则不能。注意我在此说的是指针，不是对象本身。这两个函数都可以修改对象，但只有*&版本可以替代对象。

　　 在C/C++中引用是很重要的，同时也是高效的处理手段。所以要想成为C/C++高手，对引用的概念没有透彻的理解和熟练的应用是不行的。