指標、引用與const指標
指標與引用
鄙人的C++是在網易雲課堂上跟著呂鑫老師學的，課程名字叫“C語言|C++|資料結構|MFC|linux呂鑫”。這個課程講的十分詳細，尤其是呂老師對於C++的巨集觀理解讓我多次茅塞頓開。可能大家都會有這種經歷，臨近考試的時候看書一週不如大神通講1小時，先建立巨集觀的脈絡和框架然後去學習細節。以前追宋鴻兵的《巨集觀》裡宋老師也提到了為什麼他可以掌握這麼多知識，那就是因為他不論是歷史也好經濟也好，先建立巨集觀的框架，然後把內容套在框架裡。換句話說，“觀”很重要，帶著“觀”去看待問題猶如按圖索驥，自然會輕鬆很多。扯遠了，還是先感謝呂老師，也同樣感謝CSDN的各位博主。
課程的連結在這裡，該課程是完全免費的，還附帶資料：
學習的過程中就做了一些筆記，後來在CSDN看的多了就萌生了自己寫技術部落格的想法，於是在某個txt中記錄了很多可以總結的點。結果該txt越來越大，回看竟然都感到陌生了，所以要趕緊在部落格上總結起來，“忘卻的救主快要降臨了吧，我正有寫一點東西的必要了”。
1，綜述
指標（Pointer)和引用（reference）二者看似不同但又彷彿有相似之處。只有從邏輯和底層徹底搞明白指標和引用，才能思路更清晰地編寫程式碼。言簡意賅兩句乾貨：
指標本身是個變數，儲存另一個變數的地址
引用表面是變數別名，底層是個const 指標
2，指標
2.1 什麼是指標
定義變數本質是申請空間，譬如：
int a;
表示申請一個32位(32/64位系統)的空間，該空間中的二進位制碼錶示數量的規則是整型變數的方式。所以稱a為整形變數，範圍是-231~231-1(總數232，負數最高位是1，佔總數一半，正數和0佔另一半)。
那現在我在a變數裡面儲存b變數的地址，a變數就成為了一個指標，指向b變數。
int *a=b;
因為32/64位系統中定址空間是232，所以a的長度是32位二進位制，這樣才可以不重不漏表示完所有的地址。指標也有變數型別，比如int型指標，double 型指標，這是為了語法的無歧義和程式安全考慮。可能各位會碰到各種繞來繞去的指標題目，這種題目不管疊加了多少指標多少*與&，只要一層層取下來就可以表示清楚了。*a就表示取出a中的數，&a表示取出a的地址。
2.2 程式碼示例1
可以看段程式碼應用一下：
int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8};
int *p=arr;
*(p++)+=123;
printf("%d,%d\n", *p,*(++p));
第一行，定義陣列arr，元素共八個。
第二行，定義指標p指向arr陣列。
此時的*p 還是等於arr陣列的第0個元素，也就是1。
第三行，p++裡的++是最後才運算，所以先執行*p+=123，也就是arr的第0個元素被賦值為123。此時arr變成{123,2,3,4,5,6,7,8} ，然後是p++，此時*p已經是等於arr的第1個元素了，也就是2。
第四行，在執行printf時，括號裡的引數是從右往左的順序進行讀取的，也就是說先執行 *(++p)，也就是p先加一再指標，指向的是arr第2個元素3，然後在執行*p，還是3最後顯示的內容就是:
3,3
注意：指標雖然是一個變數，但它是有型別的特殊變數。指標中儲存的是地址，指標加1不代表該地址加1，比如0x00a2fd68 加1後不是0x00a2fd69，而是根據指標的屬性去加。比如Int型是在地址上加4個位元組，那就是0x00a2fd6B，這是為了方便移動指標。
2.3 程式碼示例2
void main()
{
int a[5]={1,2,3,4,5};
int *ptr=(int *)(&a+1);
printf(“%d,%d”,*(a+1),*(ptr-1));
}
正確答案是：
2，5
這段程式碼牽扯到另一個問題，陣列與指標。第一個2很好出來，因為a為該陣列的首地址，即a為a[0]的地址,那麼a+1，就是a[1]的地址，按照該地址取內容就是a[1]=2。
第二個有點複雜，關鍵在於，a與&a的值一樣型別不一樣。這也是鄙人困惑的地方之一。在之前的敘述中，鄙人認為指標本身也是一個變數，那麼a既然是一個指標就應該存在於記憶體當中，就應該有地址，a與&a肯定是不一樣的。可以看到下圖：
事實是，a與&a值是相同的，型別不一樣，前者為陣列元素指標，後者為陣列指標。所以按照2.2中的敘述，前者加1偏移4個位元組，後者加1偏移4*5=20個位元組。所以將&a+1強制型別轉換為*int 賦值給ptr後，ptr為*int型別，減1偏移4個位元組，所以取內容是a[4]=5。
鄙人覺得這個語法用起來雖然方便，但難以理解a到底在哪，它的地址是什麼。為什麼a和&a一樣的，為什麼不能用通用的指標去理解a。唯一能想到的解釋只能是：a單獨出現時，表示陣列首元素的指標，而&a中的a表示的是陣列這個抽象的東西。還請看到本部落格的各位大神賜教，指出計算機底層是怎麼處理的，類似的問題看哪本書比較好。
3 ，引用
3.1 什麼是引用
學過c/c++的肯定都聽過引用就是起別名，或者叫替身，有點像量子糾纏那樣，替身和本體同時變化。當然啦，計算機才沒有那麼大本事，所以引用內部還是在用指標，其實都是一個物件。資料是對實體世界的一次抽象，引用和指標又是對資料的第二次抽象，這樣才會讓資料擺脫儲存的桎梏，讓資料在邏輯上具有很強的操作性。
先看一下引用怎麼定義吧：
int a = 10;
int &b = a;
稱b是a的引用，假如b的值改變了，那麼a的值也會改變，即a,b是同體的。那麼這是否與2.1中所說的申請變數是開闢記憶體空間相矛盾呢，其實不矛盾，因為引用是C++的一個障眼法，底層還是指標。請看下面的對比程式碼：
int i=10; int i=10;
int &j=i; int * const p=&i;
j=-1; *p=-1;
這兩份程式碼的效果是一樣的，實際上在C++內部就是這樣來操作的，不過抽象出了一個引用的概念而已。從int * const p的角度看，理解引用的特性就非常簡單了：
- 引用型變數必須初始化
- 引用變數必須掛在一個現有的同類型變數上
- 引用只能在初始化的時候引用一次，不能再引用其他的變數
3.2 引用的程式碼示例
騙你的，沒有程式碼,放個圖片休息一下。
4，const 迷惑
既然說到了引用，就不得不提const了，當它加入程式碼中，又會產生一些迷惑人的東西。
首先看這一段程式碼：
const int i=1;
i=2;
這是錯誤的，因為i被const 修飾了，表示i不能被更改。也就是說，被const修飾表示不能修改，那麼指標呢。
const int * a; //指向整形常量 的指標，它指向的值不能修改
int *const b; //指向整形的常量指標 ，它不能在指向別的變數，但指向（變數）的值可以修改。
const int *const c; //指向整形常量 的常量指標 。它既不能再指向別的常量，指向的值也不能修改。
這三句話請反覆琢磨三遍，其實無非是在限定倆東西，指標本身與指向的內容，換句話說就是指標本身作為變數能不能改，該變數作為地址找到的記憶體空間的數能不能改。
但是很容易記混亂吧，技巧是看const的右邊是什麼就限定了什麼。第一個const右邊是int ,那說明是內容不能改。第二個const右邊是b，說明b本身不能改。第三個就是倆都限定了。
如此看來在3.1中，既然指標不能再指向其他的內容，那麼引用初始化時肯定要掛在一個確定的變數上啊，而且不能改動。
const 還有一個知識是修飾成員函式時的語法，這個以後再說。