Lesson 0007 · 指针与引用

程序设计基础 — 第 6 课

1. 引用 — 给变量起个外号

int a = 10;
int& r = a;      // r 是 a 的引用（外号）

r = 20;          // 改 r 就是改 a
cout << a;      // 20 —— a 变了！

引用不是新变量，它就是原变量的另一个名字。改任意一个，另一个同步变。

引用的真正用途：传参

// 没有引用 —— 拷贝，改不了原值
void addOne_copy(int x) { x = x + 1; }

// 有引用 —— 直接改原值
void addOne_ref(int& x) { x = x + 1; }

int main() {
    int n = 5;
    addOne_copy(n);  cout << n;  // 5（没变！）
    addOne_ref(n);   cout << n;  // 6（变了！）
}

2. 指针 — 存的是地址

每个变量在内存里有个地址。指针存的就是这个地址。

int a = 42;
int* p = &a;       // p 存的是 a 的地址（& 取地址）

cout << a;        // 42（值）
cout << &a;       // 0x5ffe8c（地址）
cout << p;        // 0x5ffe8c（p 就是地址）
cout << *p;       // 42（* 解引用：按地址找到值）

三个符号一张表

3. 指针修改原值

void swap(int* x, int* y) {    // 接收两个地址
    int temp = *x;              // 解引用，拿到值
    *x = *y;                    // 通过地址直接改原变量
    *y = temp;
}

int main() {
    int a = 3, b = 7;
    swap(&a, &b);              // 传地址
    cout << a << " " << b;   // 7 3（真正交换了！）
}

和引用版对比：引用版写 swap(a, b)，调用时不用加 &；指针版必须自己把地址传进去，函数里也必须解引用才能碰到原值。

4. 引用 vs 指针

5. 指针与数组的关系

int arr[] = {10, 20, 30};
int* p = arr;           // 数组名本身就是首地址

cout << *p;             // 10（arr[0]）
cout << *(p + 1);       // 20（arr[1]）—— 指针 +1 跳到下一个元素
cout << *(p + 2);       // 30（arr[2]）

这就是为什么数组索引从 0 开始：arr[i] 等价于 *(arr + i)。注意 p + 1 跳的是“一个元素”的距离，不是地址加 1 —— 下一课 0007B 会把这件事讲透。

6. new 和 delete — 动态分配

int* p = new int;       // 在堆上申请一个 int
*p = 100;
cout << *p;             // 100
delete p;               // 用完了必须释放！不然内存泄漏

int* arr = new int[5];  // 申请动态数组
arr[0] = 1;
delete[] arr;           // 数组用 delete[]

7. 坑点清单

• 引用不能空、也不能改绑：int& r = a; 之后 r 永远是 a。要表达“可能没有对象”，用指针加 nullptr。
• 两个 * 不是一回事：int* p 是声明，*p 是解引用。混着看一眼就能看错。
• new / delete 必须配对，而且 new[] 只能配 delete[]。用错方括号就是未定义行为。
• p + 1 是跳一个元素，不是地址加 1 字节。int* 一次跳 4 字节，double* 一次跳 8 字节。
• 传大对象想“不拷贝”就加 const：写成 vector<int>& v 会允许函数改掉调用者的数据，写成 const vector<int>& v 才是只读。

8. 小测

9. 动手练习

本课小结

• 引用 &：变量的别名，传参首选；不能为空，也不能改绑。
• 指针 *：存地址，*p 解引用拿值；可以为空，可以改指向。
• 数组本质：arr[i] 就是 *(arr + i)，指针 +1 跳一个元素。
• new / delete：手动分配、手动释放，必须配对；日常用 vector 代替。