【C/C++筆記-1】C++值傳遞、指針傳遞、引用傳遞

1. 指針和引用

1.1 指針和引用概述

1.1.1 指針

對於char* ptr，ptr爲指向char的指針，即char*類型的變量ptr保存的是一個char對象的地址，而char可加限定詞const、volatile等。（char可換爲其他類型）

如下所示，p中存儲的是c的地址，c中存儲的是‘A’字符

char c = 'A';
char* p = &c;

通過*可取p所指向的內容，通過&可取p的地址，即：

• *p == c的內容 == 'A'
• p == c的地址 == &c
• &p == p的地址

1.1.2 引用

引用相當於一個對象的別名，主要用於函數參數和返回值類型。int&表示對int類型的引用（int可換爲其他類型）

int i = 1;
int& r = i;	// r指向了i的空間，此時對i和r的操作將是相同的
i = 2;
cout << r << endl;	// 輸出 2
r = 3;
cout << i << endl;	// 輸出 3

可以認爲引用就是將 i 和 r 相關聯（綁定）了，使得 i 和 r 代表了相同的一塊空間

1.1.3 引用與指針的區別

1. 引用一旦指向某一對象就不可更改：
   如上面程序，引用後的 r 就和普通的整形變量沒有什麼區別（若不考慮 i 的存在，完全可以把int i = 1; int& r = i;當成int r = 1;來看待）。引用即是將兩個變量進行了綁定，而指針僅僅是存儲了指向內存的地址，所以通過引用名（如r）可以直接訪問指向的內存，而通過指針名（如p）卻只能訪問到地址，要通過*（如*p）才能訪問到地址所指的內存
2. 對引用的操作將與所指對象同步，而不是像操作指針一樣會改變指針的指向：
   如引用的++操作將直接使得指向內容+1，而指針的++會讓指針指向下一個地址。如int i = 1; int& r = i; int* p = &r;此時 r 和 p 都指向了 i 所在的空間，但其意義是完全不同的，p是開闢了一個內存來存儲 i 的地址，而 r 就是 i
3. 引用不可以爲空，但指針可以爲空：
   正因如此指針在使用前都需要進行判空操作，而引用變量若不進行初始化甚至無法通過編譯

雖說引用和指針有許多區別，但兩者在本質上是相同的，可以根據彙編代碼看出：

引用int& ref = i; 
8048727: 8d 44 24 1c			lea 0x1c(%esp), %eax		// esp寄存器裏的變量i的地址傳給eax
804872b: 89 44 24 18			mov %eax, 0x18(%esp)		// 將寄存器eax中的內容（i的地址）傳給寄存器中的變量ref
指針int* p = &i;
8048777: 8d 44 24 1c        	lea 0x1c(%esp), %eax		// esp寄存器裏的變量i的地址傳給eax
804877b: 89 44 24 10    		mov %eax, 0x10(%esp) 		// 將寄存器eax中的內容（i的地址）傳給寄存器中的變量p

引用和指針在彙編上的實現是完全相同的，即是說引用的本質其實就是指針，只是比指針更加安全。

1.1.4 const關鍵字

相信很多人會有疑問，引用和const指針是不是幾乎是相同的呢？前面已經說了引用的本質其實就是指針，只是在指針上增加了一些規則，使得它更加安全。實際上，若不考慮賦空值，那麼：

• 引用 type& x 等於 const指針 const type* x
• const引用 const type& x 等於 指向const的const指針 const type* const x

1.2 值傳遞、指針傳遞、引用傳遞

1.2.1 值傳遞

值傳遞是形參對實參的拷貝，即將實參賦值到了形參上，改變形參的值並不會影響外部實參的值。從被調用函數的角度來說，值傳遞是單向的，參數的值只能傳入，不能傳出。當函數內部需要修改參數，並且不希望這個改變影響調用者時，採用值傳遞。

1.2.2 指針傳遞

形參爲指向實參地址的指針，當對形參的指向操作時，就相當於對實參本身進行的操作，但對於形參的操作並不會改變實參的值（改變形參存儲的地址不會改變實參的指向），因爲指針傳遞的本質也是值的傳遞（將指針變量存儲的地址複製給形參的變量）

1.2.3 引用傳遞：

形參相當於是實參的“別名”，對形參的操作其實就是對實參的操作，在引用傳遞過程中，被調函數的形式參數雖然也作爲局部變量在棧中開闢了內存空間，但是這時存放的是由主調函數放進來的實參變量的地址。被調函數對形參的任何操作都被處理成間接尋址，即通過棧中存放的地址訪問主調函數中的實參變量。正因爲如此，被調函數對形參做的任何操作都影響了主調函數中的實參變量。

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參考文獻：
https://blog.csdn.net/listening_music/article/details/6921608
https://www.cnblogs.com/yanlingyin/archive/2011/12/07/2278961.html
二級指針