Const 關鍵字

• 定義普通變數時，只能初始化一次，不可再修改。
• 定義指標變數時，在型別前則值不能改，在型別後則地址不能改；若兩者都有，則都不能改。

int a = 2;
const int* p1 = &a; //值不可以修改，地址可以修改
int* const p2 = &a; //值可以修改，地址不可以修改

• 在類中定義的const函式，不能修改類成員變數的值。
• 在函式中的const形參，可以防止意外修改傳進來的引數值。

結構體

• C++中struct與class的唯一區別是：預設訪問限定符為public，而class為private。
• C中struct不允許有函式，內部成員變數訪問許可權只能是public，且不可以繼承。
• struct vs union：
  
  • （1）struct中各成員有各自的記憶體空間，struct所佔用記憶體是各成員所佔用記憶體之和；union中各成員共享一段記憶體空間，union所佔用記憶體是最大變數或物件所佔用記憶體（需要考慮記憶體對齊問題）。
  • （2）對struct不同成員賦值互不影響，而對於union不同成員賦值，原來成員的值將不復存在。

指標與陣列

• 嚴格地說，陣列不是指標，指標也不能說是陣列。指標僅在記憶體中代表一個地址，而陣列是許多連續的記憶體塊，多個型別相似的元素儲存在其中。
• 陣列名變數是陣列中首元素的地址。它表現得像一個不能被修改的常指標一樣，但卻並不是一個指標，比如當陣列名作為sizeof操作符的運算元時，返回的是整個陣列的大小，而不是指向陣列的常指標的大小；當陣列名作為&操作符的運算元時，返回的是一個指向陣列的指標，而不是一個指向某個指標常量的指標，並且，“&常指標”不一定是合法的。
• 陣列指標是指向該陣列首元素地址的一個指標變數，只是一個普通的變數，可以賦為任何的值。
• 指標陣列，表示一個數組，它的內容是一個個的指標。陣列指標，表示一個指向陣列的指標。一般情況下陣列名的值是一個指標常量，是陣列首元素的地址。對於一維整型陣列，其為整型變數的 指標；對於二維整型陣列，其為一維陣列的指標。而陣列名取地址所產生的是一個指向陣列的指標。

    int arr1[4];
    int arr2[4][4];

    int *(a[4]); //定義指標陣列，括號可以省略
    a[0] = &arr1[0];
    *a[0] = 1; 
    printf("arr1[0]=%d
 
\n", *a[0]); //arr1[0]=1

    int (*b)[4];//定義陣列指標，為長度4的一維int型陣列的指標
    //b = arr1; //錯誤，arr1是int型變數的指標
    b = &arr1;  //正確，&arr1是長度4一維int型陣列的指標
    b = arr2;   //正確，arr2是長度4一維int陣列的指標
    //b = &arr2;//錯誤，&arr2是4x4二維int型陣列的指標

    b = &arr1;
    (*b)[0] = 2; //小括號不可省略，因為中括號優先順序>星號
    printf("arr1[0]=%d\n", (*b)[0]);//arr1[0]=2

• 陣列表示法array_name[index]是一種語法糖，編譯器會翻譯為*(array_name+index)，array_name表示陣列中第一個元素的地址， +index則表示用於指標運算的偏移量。在程式與陣列互動的時候，可以直接用指標表示法代替陣列表示法。

二維陣列

• 引數傳遞：在被調函式中對形引數組定義時，必須指定第二維（以及更高維）大小，第一維可以省略，如void Func(int array[][])是不合法的。如果在形參中不說明列數，則系統無法決定應為多少行多少列。
• 如果傳遞的實參大於形參，則在函式中只對實參的部分進行運算，比如下列程式碼中Func只會訪問到陣列的3行10列：

void Func(int array[3][10]);
int a[5][10];
Func(a);

• 對於靜態二維陣列而言，a[i][j]，a[i*n+j]和*((int*)a+i*n+j)這些定址方式是等價的，通過後一種定址方式，我們也可以利用Func((int**a, int n))來實現二維陣列的引數傳遞。
• 對於動態二維陣列而言，每個row內的記憶體地址是連續的，但是每個row之間的記憶體地址一般是不連續的，也就是說在定址表示式中凡是出現n（每個row的長度，即列數）都是不正確的，比如a[i*n+j]和*((int*)a+i*n+j)這兩種定址方式都是非法的。a[i][j]無論二維陣列是靜態還是動態，都是正確的；除此之外，*(*((int*)a+i)+j)這種方式就等同於a[i][j]（提示：連續運用兩次語法糖array_name[index] = *(array_name+index)），都可以用。
• 為什麼*(*((int*)a+i)+j)可以定址a[i][j]? 因為陣列a中存貯的都是int型指標（int*），這些指標指向一個int陣列，陣列a中的每個元素就是指向每個row的首地址的指標，*((int*)a+i)就是解引用a[i]得到第i行的陣列的首地址，加上偏移量j就拿到了元素a[i][j]的地址了。
• 動態二維陣列可以通過下列語句生成，注意釋放記憶體的寫法：

int **a;
a = new int*[num_row];
for (int i=0; i<num_row; ++i) {
  a[i] = new int[num_colume](); // 初始化為0
}
/* do something */
for (int i=0; i<num_row; ++i) {
  delete [] a[i];
}
delete [] a;

• 動態二維陣列的第二種寫法，需要使用STL中的vector。

vector<vector(int)> a(num_row, vector<int>(num_column));

引用

• 引用與指標的異同點
  
  • C++ 標準只規定了引用是什麼樣子的（用法），但沒有規定引用該怎麼實現，具體編譯器對於引用的實現方式不盡相同。通常情況下，引用是通過指標實現的，不過提供了一種比指標更容易理解的語法，同時在編譯時會進行優化，引用就類似於常量指標。
  • C++11 標準 § 8.3.2/4
It is unspecified whether or not a reference requires storage.
C++11 標準 § 8.3.2/5
There shall be no references to references, no arrays of references, and no pointers to references.
  • 相同點：兩者都是地址的概念，指標指向一塊記憶體，它的內容是所指記憶體的地址，引用是某塊記憶體的別名，反彙編得到的內部實現是隻讀指標，引用變數記憶體空間儲存的是被引用變數的地址。
  • 區別點
    
    • a. 指標是一個實體，是獨立存在的，而引用僅是個別名，是依附於所引用的物件而存在的。
    • b. 引用需要在定義時初始化，之後不可變，並且不能為空（NULL），而指標沒有這些限制。
    • c. 通過引用訪問比通過指標訪問更方便，無需解引用（*），指標需要解引用。
    • d. sizeof運算子：sizeof(引用)返回的所指向變數（物件）的大小，sizeof(指標)返回的是指標本身的大小，即所指向變數或物件的地址的大小。
    • e. 自增運算子號（++）：引用的++實際上是所指向變數或物件的++，而指標的++是記憶體地址的++，將指向指標之後的記憶體地址。
• 按值傳遞（pass by value）和按引用傳遞（pass by reference）
  
  • 按值傳遞會生成實參的一份拷貝，傳遞大物件會有不可忽視的分配儲存空間（記憶體）的開銷。按引用傳遞可以避免大物件的拷貝開銷，只會有引用的拷貝，相當於一個常量指標的拷貝開銷，可以忽略。
  • 按引用傳遞時，形參作為實參的別名使用，對形參變數的操作就是對被引用變數或物件的操作。而按值傳遞時，對形參變數的操作只針對拷貝副本，不影響實參本身。
• 將引用作為函式返回值的注意事項
  
  • 不能返回區域性變數的引用，區域性變數在函式返回後被銷燬，會導致返回的引用失效，造成執行時錯誤。
  • 不能返回函式內部new分配出來記憶體的引用，沒有正確釋放會造成記憶體洩漏（memory leak）。
  • 可以返回類資料成員的引用，但最好是const，返回非常量引用會破壞封裝。
  • 流操作符過載的返回值必須是引用，其他操作符不能返回引用。