C++之指向引用的指针和指向指针的引用总结(二百三十四)

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1.前言

本篇目的：理解C++之指向引用的指针和指向指针的引用。

2.指向引用的指针和指向指针的引用介绍

<1>.指向引用的指针和指向指针的引用概念

• 指向引用的指针和指向指针的引用是C++语言中的高级概念，它们允许我们在程序中对指针进行更灵活的操作。

首先，了解一下指针和引用的概念：

• 指针（Pointer）是一个变量，用于存储另一个变量的内存地址。通过指针，我们可以直接访问和修改存储在该内存地址上的值。

• 引用（Reference）是一个已存在变量的别名。通过引用，我们可以使用原始变量的名称来操作它，而无需使用指针的间接访问。

现在，让我们来看看指向引用的指针和指向指针的引用的原理：

1. 指向引用的指针：
   指向引用的指针是一个指针，其值存储的是一个引用的地址。这意味着我们可以使用指针来间接访问引用所指向的变量。通过使用指向引用的指针，我们可以在不直接使用引用的情况下，通过指针来操作引用所指向的变量。

2. 指向指针的引用：
   指向指针的引用是一个引用，它引用了一个指针变量。这允许我们通过引用来操作指针变量本身，而不是通过指针操作所指向的变量。通过使用指向指针的引用，我们可以更方便地对指针进行操作，并且可以在函数参数中传递指针的引用。

<2>.指向引用的指针和指向指针的引用举例

1. 指向引用的指针：

int num = 10;
int* ptr = #   // 定义一个指针，指向num
int& ref = *ptr;   // 定义一个引用，引用ptr所指向的对象

// 修改引用ref的值，等价于修改num的值
ref = 20;
std::cout << num << std::endl;  // 输出：20
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ptr是一个指向num的指针，ref是一个引用，引用了ptr所指向的对象。通过修改ref的值，实际上修改了num的值。

2. 指向指针的引用：

int num = 10;
int* ptr = #   // 定义一个指针，指向num
int*& ref = ptr;   // 定义一个指向指针的引用，引用ptr

// 修改指针ptr的值，等价于修改了num的值
*ref = 20;
std::cout << num << std::endl;  // 输出：20
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ref是一个指向指针的引用，引用了ptr这个指针。通过修改ref引用的指针的值，实际上修改了ptr所指向的对象，进而也修改了num的值。

3.应用实例

<1>.指向引用的指针

#include 
using namespace std;

int main() {
    int x = 5;
    int& ref = x;       // 引用变量ref绑定到x上
    int* ptr = &ref;    // 指针ptr指向ref所引用的变量x
    
    *ptr = 10;          // 通过指针ptr间接修改x的值

    cout << x << endl;  // 输出：10

    return 0;
}
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创建了一个指向引用的指针ptr，ptr指向了引用ref所绑定的变量x。通过改变指针ptr所指向的地址上的值，间接修改了x的值。

<2>.指向指针的引用

#include 
using namespace std;

int main() {
    int x = 5;
    int* ptr = &x;      // 指针ptr指向变量x
    int** ref = &ptr;   // 引用变量ref引用指针ptr的地址

    **ref = 10;         // 通过引用ref间接修改x的值

    cout << x << endl;  // 输出：10

    return 0;
}
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创建了一个指向指针的引用ref，ref引用了指针ptr的地址。通过改变指针ptr所指向的地址上的值，间接修改了x的值。

<3>.指向引用的指针数组

#include 
using namespace std;

int main() {
    int x = 5;
    int& ref = x;              // 引用变量ref绑定到x上
    int* ptrArr[5] = { nullptr };   // 指针数组，元素类型为指向int的指针

    ptrArr[0] = &ref;          // 指针数组的第一个指针指向ref所引用的变量x

    *ptrArr[0] = 10;           // 通过指针数组间接修改x的值

    cout << x << endl;         // 输出：10

    return 0;
}
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创建了一个指向引用的指针数组ptrArr。其中，ptrArr的第一个指针元素指向了引用ref所绑定的变量x。通过改变指针数组元素所指向的地址上的值，间接修改了x的值。

<4>.指向指针的引用数组

#include 
using namespace std;

int main() {
    int x = 5;
    int* ptr = &x;              // 指针ptr指向变量x
    int* (&refArr)[5] = ptr;    // 引用数组refArr引用ptr的地址

    *refArr = 10;               // 通过引用数组refArr间接修改x的值

    cout << x << endl;          // 输出：10

    return 0;
}
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创建了一个指向指针的引用数组refArr。其中，引用数组refArr引用了指针ptr的地址，也就是指向变量x的地址。通过改变引用数组元素所引用的指针的值，间接修改了x的值。

<5>.指向引用的指针的引用

#include 
using namespace std;

int main() {
    int x = 5;
    int& ref = x;                 // 引用变量ref绑定到x上
    int* ptr = &ref;              // 指针ptr指向ref所引用的变量x
    int*& refPtr = ptr;           // 引用ptr的引用refPtr

    *refPtr = 10;                 // 通过引用引用间接修改x的值
    cout << x << endl;  // 输出：10

    return 0;
}
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创建了指向引用的指针的引用refPtr。refPtr引用了指针ptr的地址，也就是指向变量x的地址。通过改变refPtr所引用的指针的值，间接修改了x的值。