C++ 引用和指针：内存地址、创建方法及应用解析

C++ 引用和指针

创建引用

引用变量是对现有变量的"别名"，它是使用 & 运算符创建的：

string food = "Pizza"; // 食物变量
string &meal = food;   // 对 food 的引用

现在，我们可以使用变量名 food 或引用名 meal 来引用食物变量：

cout << food << "\n"; // 输出 Pizza
cout << meal << "\n"; // 输出 Pizza

C++ 内存地址

内存地址

在前一页的示例中，使用 & 运算符创建了一个引用变量。但它也可以用于获取变量的内存地址；即变量在计算机上存储的位置。

当在 C++ 中创建一个变量时，会为该变量分配一个内存地址。当我们给变量赋值时，它将存储在这个内存地址中。

要访问它，使用 & 运算符，结果将表示变量存储的位置：

string food = "Pizza";

cout << &food; // 输出 0x6dfed4

注意：内存地址以十六进制形式表示（0x..）。注意你可能在你的程序中得不到相同的结果。

为什么知道内存地址很有用呢？

引用和指针在 C++ 中非常重要，因为它们使你能够操作计算机内存中的数据 - 这可以减少代码并提高性能。

这两个特性是使 C++ 与其他编程语言（如 Python 和 Java）不同的因素之一。

C++ 指针

创建指针

可以使用 & 运算符获取变量的内存地址：

string food = "Pizza"; // 类型为 string 的食物变量

cout << food;  // 输出 food 的值（Pizza）
cout << &food; // 输出 food 的内存地址（0x6dfed4）

然而，指针是一种将内存地址作为其值的变量。

指针变量指向相同类型的数据类型（如 int 或 string），并使用 * 运算符创建。将正在处理的变量的地址分配给指针：

string food = "Pizza"; // 类型为 string 的食物变量
string* ptr = &food;   // 指针变量，名为 ptr，存储 food 的地址

// 输出 food 的值（Pizza）
cout << food << "\n";

// 输出 food 的内存地址（0x6dfed4）
cout << &food << "\n";

// 使用指针输出 food 的内存地址（0x6dfed4）
cout << ptr << "\n";

示例解释

• 使用星号 *（string* ptr）创建一个名为 ptr 的指针变量，它指向一个字符串变量。注意指针的类型必须与你正在处理的变量的类型匹配。
• 使用 & 运算符存储名为 food 的变量的内存地址，并将其分配给指针。
• 现在，ptr 持有 food 的内存地址的值。

提示：声明指针变量有三种方式，但第一种方式是首选的：

string* mystring; // 首选
string *mystring;
string * mystring;

引用和指针的区别

特性	引用	指针
初始化	必须初始化	可以不初始化
可空	不允许空引用	允许空指针
可变性	一旦初始化就不能改变引用指向的变量	可以改变指针指向的变量
解引用	不需要解引用	需要解引用
效率	通常比指针更有效率	通常比引用效率低

什么时候使用引用和指针

• 使用引用：
  • 函数参数传递：引用可以传递给函数，函数可以直接修改引用指向的变量，而无需创建副本。
  • 提高效率：引用比指针更有效率，因为不需要指针的解引用操作。
• 使用指针：
  • 动态内存分配：指针用于动态分配和释放内存。
  • 复杂数据结构：指针用于访问和操作复杂数据结构，例如链表和树。

总而言之，引用和指针都是 C++ 中强大的工具，可以用于高效地操作内存和数据。选择使用引用还是指针取决于具体情况。

最后

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