奶奶都能看懂的 C++ —— 手把手指针

完壁归赵 發表於 2025-10-17 21:31:00

奶奶都能看懂的 C++ —— 手把手指针

<h2 id="引用">引用</h2>
在正式介绍指针之前，先来看看什么是引用。
<pre><code class="language-cpp">int a = 10;
int &ref1 = a;
</code></pre>
你可能注意到了，上面的代码里有个 <code>&</code>。这就是我们的主角，引用。在变量名之前加上该符号，就可以指出它是个引用。
我们常说的引用，就是把别人的东西拿过来自己用。C++ 的引用也是如此，就是把另外一个对象拿过来用，然后起个名字。也就是说：
<pre><code class="language-c++">// a = 10
ref1 = 11;
// 现在，a = 11
</code></pre>
对象就像瓶子，引用就是瓶子上面的标签。访问引用时，就是找到标签所对应的瓶子。
引用必须满足以下条件：
<ul>
<li>引用指向的是一个对象，而不是值</li>
<li>引用类型和它指向的对象匹配</li>
<li>引用必须在声明时初始化</li>
<li>引用初始化后不能更改绑定的对象</li>
</ul>
要注意的是，引用必须在声明时初始化。下面代码会产生编译错误：
<pre><code class="language-cpp">int &ref2; // Error!
</code></pre>
另外要注意的一点是，可以一次声明多个引用，但都要加上 <code>&</code>。
<pre><code class="language-cpp">int &ref1=a, ref2=a;// ref1 是引用，ref2 则是 a 值的拷贝
int &ref1=a, &ref2=a;// 都是引用
</code></pre>
实际上，把 <code>&</code> 和类型名称放一起也是可行的，但是考虑到上面这个一次声明多个的问题，我还是建议和变量名放一起，否则有歧义。
<h2 id="指针">指针</h2>
好好好，现在我们来到了正题。
先把上面的引用忘了，我们到最后再来讲指针和引用的差别。
<h3 id="创建指针">创建指针</h3>
<pre><code class="language-cpp">int a = 10;
int *p;
p = &a;
</code></pre>
这里又有 <code>*</code> 又有 <code>&</code>，看晕了都。所以我把它拆成了三行，我们一行一行来。
首先，第二行，有个星号。这就是我们的主角，指针。<code>*</code> 表示创建的是指针。这一行声明了一个 int 类型的指针，但是并没有初始化。
第三行，把指针 <code>p</code> 指向 <code>a</code> 的地址。你肯定注意到这里有个老熟人 <code>&</code>。当然啦，我让你先把引用忘了是有原因的，因为这里的 <code>&</code> 和上面引用那里的完全不是一个东西。
这里的 <code>&</code> 叫做 <code>取地址符</code>。它和一个变量一起用可以返回那个变量的地址。各位都知道你的内存很大，位置很多，取地址符就是用于查找变量的位置的。
Warning! 这里不初始化指针拆成两行的方法是不推荐的，因为未初始化的指针行为未知。实际请务必初始化！
既然得到了位置，我们自然就知道指针的用法了——“一个指针对应一个对象的位置”。
注意：
<ol>
<li>引用不是对象，没有地址</li>
<li>指针自己是对象，所以可以用指针指向指针。这个后面再说。</li>
</ol>
ohhhhhhhh 恭喜你，你已经明白了怎么创建指针，接下来就用一下吧。
<h3 id="用指针">用指针</h3>
<pre><code class="language-cpp">cout << *p;
// a = 10, output: 10
*p = 20;
cout << *p;
// a = 20, output: 20
</code></pre>
嗯，现在熟悉的东西又来了。我们在创建指针的时候已经用了星号了，现在访问时又出现了。
或许你已经猜到了。很遗憾，这里的星号和前面的含义也截然不同。<code>*</code> 叫解引用符（别看名字，它和引用没半毛钱关系），用于从某个地址获取其对应的对象。
啥意思？我们的变量对象在内存里，<code>&</code> 找到了对象的位置用指针存起来，然后想要用的时候，再用 <code>*</code> 根据位置找到对象。
哎，回到上面的三行代码。1、4 行输出了对象，3 行则改变了对象的值。我们可以看到，由于根据位置找到的对象还是 a，所以 a 的值也发生了变化。
<pre><code class="language-cpp">int b =30;
p = &b;
</code></pre>
我们先前提到指针是对象，所以它本身也可以改变。
你可以用其它对象的地址重新赋值给指针，就像上面一样。这样指针就指向其它对象了。
再次恭喜你，你现在已经明白了怎么用指针了。接下来再介绍点特殊的指针。
<h4 id="在继续之前">在继续之前……</h4>
再强调一下，<code>*</code> <code>&</code> 两个符号存在多重含义。
<code>*</code>：
<ul>
<li>在声明变量时，在变量前，声明它是个指针</li>
<li>在使用变量时，在变量前，是通过地址找对象（解引用符）</li>
</ul>
<code>&</code>：
<ul>
<li>在声明变量时，在变量前，声明它是个引用</li>
<li>在使用变量时，在变量前，是根据对象找地址</li>
</ul>
也就是说：
声明前面是类型，其它时候在寻找。指针配上找对象，引用配上找地址。
<h3 id="空指针">空指针</h3>
<pre><code class="language-cpp">int *p = nullptr;
int *p1 = 0;
</code></pre>
我的天哪，这两个指针并没有指向某个对象的地址！会不会报错啊！
其实并不会，它们叫做空指针。顾名思义，就是空的指针。空指针什么都不指向。就是个指针而已，空的，用不了。通常你没理由这么干，除非你真的暂时不知道该指向什么，以后再指。这样你用的时候就可以检查指针是否有指向东西（是否为空），而不是未初始化指针的未知行为。
<pre><code class="language-cpp">if(p){
...
}
if(p1){
...
}
</code></pre>
如果指针是空的，那么它在 if 里相当于 false。所以可以像上面那样检查指针是否为空。
Warning! 未初始化和空指针不是一个东西。未初始化的指针的行为是未知的，不能这样检验。所以确保初始化。
<h3 id="指针的嵌套">指针的嵌套</h3>
前面提到了指针是对象，也就是说指针也有地址，也就是自己的位置。那么我们就可以套娃了，cpp 允许你嵌套，比如指向指针的指针。
<pre><code class="language-cpp">int a = 10;
int *p1 = &a;
int **p2 = &p1;
cout<<*p2<<endl;
cout<<**p2<<endl;
cout<<*p1<<endl;
</code></pre>
先想想取地址符和解引用符的作用，想想上面代码的输出是什么。
示例输出：
<pre><code class="language-text">0x7ffe065143d4
10
10
</code></pre>
嗯，你的输出第一行肯定和我不一样，且每次运行的输出肯定不一样。
如果你学过点底层知识，一定能看出来第一行是个十六进制数。没错它就是个地址。
为什么会有这样的结果呢？
通过图片解析下你就明白了（第一行变量名，第二行变量的值，第三行变量的地址。注意 p2 p1 地址未知，是假设的）
<img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/2014033/202510/2014033-20251017212922674-452358276.png">
可以看到，<code>*p2</code> 实际上指的是 <code>p1</code>，而它的值则是 <code>a</code> 的地址。而 <code>**p2</code> 才指的是 <code>a</code> 本身。也就是说，解引用一次，就找一次地址对应的对象。要想获得 <code>a</code>，则必须解引用两次。
再再再恭喜你一下，你已经完全明白了指针的简单使用。
<h2 id="指针和引用">指针和引用</h2>
通过上面的讲解，我们不难得出结论：
<ul>
<li>指针是对象</li>
<li>引用不是对象</li>
<li>指针、引用可以指向的是对象</li>
<li>（推论）指针可以指向指针</li>
</ul>
所以显然可以推出：
<ul>
<li>引用可以指向指针</li>
<li>指针不能指向引用</li>
</ul>
引用只是给对象贴了标签（起别名）而已。而指针则是创建了另一个对象来存储对象的位置。在这个过程中，最重要的是分清 <code>&</code> 和 <code>*</code> 到底是在声明类型，还是作为取地址和解引用运算符。
嗯，够清晰，够明白。
下一篇，我们将进一步探索 const 限定，了解什么是指针常量、指向常量的指针。依旧是奶奶级，拆碎了给你看。

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本文作者：SamHou0。原文链接：https://www.cnblogs.com/samhou/p/19148878/cpp-pointer-guide
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