c++系列文章(3):复合类型——指针和引用

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  复合类型是指基于其他类型定义的类型,本文主要介绍其中的两种:指针和引用(这里是指左值引用)

声明符

  最简单的声明语句由一个数据类型和紧随其后的一个变量名列表组成,但更通用的描述是,一条声明语句由一个基本数据类型和紧随其后的一个声明符列表组成。每个声明符命名了一个变量并指定该变量为与基本数据类型有关的某种类型。
  在同一条声明语句中,基本数据类型只有一个,但是声明符却可以有多种形式,也就是说一条声明语句可以定义处不同类型的变量。

//这条声明语句的基本数据类型是int,但是由于声明符不同,i、p、r这三个变量的类型也不同
int i = 1024, *p = &i, &r = i; //i是int型的数,p是int型指针,r是一个int型引用

  基本数据类型和类型修饰符(如*和&)的关系常常让人迷惑,其实类型修饰符就是声明符的一部分,而且同一条声明语句中的类型修饰符只作用于其紧接着的变量,而不是声明语句中的所有变量。

//基本数据类型是int,而不是int*,*号只作用于p
int *p = &i,q; //p是指向int的指针,q是int

  对于复杂的声明语句,要理解变量的类型是什么,最简单的方法就是从右向左阅读变量的定义,离变量名最近的符号对变量的类型有最直接的影响。

int *p = &i;
//离r最近的符号是&,,因此r是引用类型,剩下的int *用于表示引用的类型是int型指针
int *&r = p; 

引用

  除了两种例外情形外,引用的类型要和与之绑定的对象严格匹配,而且引用只能绑定在对象上,不能与字面值或某个表达式的计算结果绑定在一起。

int &refInt = 4; //错误:引用类型的初始值必须是一个对象
double Pi = 3.14;
int &refPi = pi; //错误:引用类型的初始值必须是int类型

指针

  除了两种例外情形外,指针的类型要和它所指向的对象严格匹配。

int* p = π //错误:试图把double类型对象的地址赋给int类型的指针

  空指针表示不指向任何对象,得到空指针最简单的方法就是使用字面值nullptr来初始化指针,nullptr是一种特殊类型的字面值,它可以转换成任意其他的指针类型,也可以通过将指针初始化为字面值0来生成空指针,但不能使用值为0的int类型的变量来初始化。

int *p = nullptr;
int *q = 0;
int i = 0int *pi = i; //错误,不能把int变量直接赋给指针

  只要指针拥有一个合法值,就能将它用在条件表达式中,如果指针的值是0,条件值取false,如果非0条件值取true。使用非法指针会引发不可预计的后果。

int *p = nullptr;
if(p) //p的值是0,条件的值是false
int i = 0;
int *pi = &i;
if(pi) //pi的值不是0,条件的值是true

  void*指针是一种特殊的指针,可以用于存放对象的地址,但和普通指针不同的是,我们对于该地址中是什么类型的对象并不了解。

int i = 0;
void *p = &i; //void*指针可以存放任意类型的对象地址
double d = 0.0;
p = &d; //void*指针可以存放任意类型的对象地址

  因此void指针所能做的事也有限:拿它和别的指针进行比较、作为函数的输入输出、赋给另外一个void指针,但不能直接操作void*指向的对象,因为我们无法确定该对象的类型,也就无法确定能在这个对象上做哪些操作。

区别与联系

  指针和引用都能提供对其他对象的间接访问,二者最主要的区别是引用本身并非一个对象,而指针是一个对象
  一旦定义了引用,就无法令其再绑定其他对象,之后每次使用这个引用都是访问它最初绑定的那个对象。
  而指针则没有这种限制,和其他对象一样,给指针赋值就是令它存放一个新的地址,从而指向一个新的对象。

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