C++ 学习笔记：指针与引用

指针是什么 #

在 Java 和 Kotlin 这些语言里，你不能直接操作内存地址，只需要关心生命周期，避免被生命周期更长的对象引用，进而导致内存不能释放。这是一种内存管理方案。而 C++ 则允许显式地操作内存——更具体一点，是允许直接处理指针或你手动分配的内存。Rust 又走了另一条路：归属模型。一块内存只能被一个变量拥有，其他变量想要用它必须“借”，目的是规避 C/C++ 中指针带来的野指针、悬空指针之类的问题。

废话有点多，回到核心问题：指针到底是什么？

维基百科给出的定义非常标准，但也非常“教科书”。简单来说，指针就是一个变量，它的值不是普通数据，而是另一个对象的内存地址。也就是说，它保存的是“对象在哪里”，而不是“对象是什么”。

举个最正常不过的例子：

1

int a = 1;

所有语言都能理解这句话：定义一个 int 类型的变量 a，它的值是 1。只不过在底层，这意味着分配了一块用来放 int 的内存空间，这块空间里存着数字 1。而 a 其实就是“访问这块内存时的入口”。

如果我们能直接拿到这块内存的地址（假设是这块内存的起始位置），那还需要知道它是什么类型，才能知道要从这个地址往后读多少字节，才能正确还原数据的值。这就是为什么指针需要类型：int* 不仅意味着“存的是地址”，还意味着“当解引用时，把那段内存按 int 解释”。

所以，指针是什么？一句话：

指针是一个保存某个对象内存地址的变量。它的类型决定你用它解引用时如何解析那段内存。

在 C++ 中，指针由 * 声明：

1
2

int a = 1;
int* p = &a;

不要想太复杂，int* 就是“指向 int 的指针类型”，和你写 int、float 一样，是类型的一部分。它可以在定义时就指向某个变量，也可以先定义再让它指向别的地方。

既然说指针保存的是地址，那它就不能随便接受一个非地址的值，比如：

1

int* p = 1; // 不行

不是因为“指针不能赋值”，而是 1 并不是一个合法的地址，不能拿来解引用。

接下来，既然地址存进去了，怎么获得地址里存放的数据呢？还是用 *：

1

int a = *p;

你注意到没有，这次 * 在 = 右边，表示“解引用”。总之如果 * 没出现在类型声明里（int* p 这种），它就是“从地址取值”。

引用 #

前面说了，&a 的含义是“取 a 的地址”。而如果你写：

1

int b = a;

这表示的是：开辟一块新的内存，把 a 的值复制过去给 b。两个变量各占一块地方。

那有没有一种方式，不开辟第二块内存，只是给 a 再起一个名字，让另一个变量直接访问 a 的那块内存呢？有，这就是引用：

1

int& b = a;

b 和 a 是同一个对象的两个名字，修改 b 就是在修改 a。这也是为什么引用一旦绑定之后不能再改。

注意，这里的 & 和“取地址”的那个 & 完全不是一个含义。现在它出现在 = 左侧，也就是类型声明中，和 int* p 里的 * 类似，只是用来描述类型而已。

总结 #

* 和 & 都很“善变”，放在不同位置含义完全不同。

更准确地说，它们分为两种情况： 一种是出现在类型声明中，比如 int*、int&； 另一种是出现在表达式中，比如 *p（解引用）、&a（取地址）。

这两类含义完全不同：