指针和引用

本课属于 Coddy C++ 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 13 课，共 104 课。

现在你已经了解了栈内存和堆内存，接下来我们来看看如何直接操作内存地址：指针和引用。

指针存储另一个变量的内存地址。你可以用 * 声明指针，并用 & 获取地址。

int value = 42;
int* ptr = &value;    // ptr 保存着 value 的内存地址

std::cout << ptr;     // 输出内存地址
std::cout << *ptr;    // 解引用：输出 42

引用是现有变量的别名。绑定后，它始终指向该变量。你可以用 & 声明它。

int value = 42;
int& ref = value;     // ref 是 value 的别名

ref = 100;            // 将 value 改为 100
std::cout << value;   // 输出 100

主要区别：

指针	引用
可以为空	必须初始化
可以重新赋值	不能重新绑定
使用 `*` 访问值	直接访问值
可以不指向任何内容	始终有效

两者对于高效地将对象传递给函数而不进行复制，以及处理堆分配的内存都至关重要。引用更安全、更简单，而当你需要重新赋值或检查是否为空时，指针则更灵活。

挑战

简单

我们来构建一个简单的值操作系统，演示指针和引用在修改数据时的不同工作方式。

你将创建两个文件来组织代码：

ValueOps.h：定义三个以不同方式修改整数值的函数：
- doubleByPointer(int* ptr)：接收一个指针，并将它指向的值加倍
- tripleByReference(int& ref)：接收一个引用，并将该值变为原来的三倍
- swapValues(int* a, int* b)：接收两个指针，并交换它们指向的值
main.cpp：从输入中读取两个整数，然后演示指针和引用：
- 打印原始值："Original: <first> <second>"
- 对第一个值使用 doubleByPointer，然后打印："After double: <first>"
- 对第二个值使用 tripleByReference，然后打印："After triple: <second>"
- 使用 swapValues 交换两个值，然后打印："After swap: <first> <second>"

使用指针调用函数时，记得使用取地址运算符（&）来传递变量的地址。引用的使用方式更直接，只需直接传递变量即可。

在 main.cpp 中使用 #include "ValueOps.h" 引入头文件。

亲手试试

#include <iostream>
#include "ValueOps.h"
using namespace std;

int main() {
    // 从输入中读取两个整数
    int first, second;
    cin >> first;
    cin >> second;
    
    // 输出原始值
    cout << "Original: " << first << " " << second << endl;
    
    // TODO: 对第一个值使用 doubleByPointer（用 & 传入地址）
    
    // TODO: 翻倍后输出
    
    // TODO: 对第二个值使用 tripleByReference（直接传入变量）
    
    // TODO: 变为三倍后输出
    
    // TODO: 使用 swapValues 交换两个值（用 & 传入地址）
    
    // TODO: 交换后输出
    
    return 0;
}

自我测试

这节课包含一个小测验。开始学习即可作答，并记录你的进度。

面向对象编程中的所有课

自己练习： C++ 在线编译器