複合型別 - 指標 pointer & 參照 reference - HackMD

<style> .mkd { background-color: rgba(0, 150, 250, .2); /* .4 => 40% */ /*自行選顏色*/ /* <span class="mkd"> 213</span> * */ } </style> # 複合型別 - 指標 pointer & 參照 reference ## 複合型別 compound type 複合型別是以其他的型別定義一種型別，指標和參照就是C++的其中兩個複合型別  基礎型別： ```cpp= int val; ``` 複合型別： ```cpp= int *val; ``` ## 指標 pointer 指標是<span class="mkd">指向</span>另一種型別的複合型別。指標本身就是一個物件，可以被指定和拷貝。一個指標也不一定要被初始化，就像其他內建型別，指標若未被初始會，就會有未定義的值。定義一個指標的方式是寫出<span class="mkd">&d</span>這種形式的宣告，d是被宣告的名稱 ### 取用物件地址一個指標存放另一個<span class="mkd">記憶體地址(address)</span> 我們可以用<span class="mkd">取址(address-of)運算子(&)</span> 將地址指定到指標變數中 ```cpp= int val = 23; int* ptr = nullptr; //將p定義為int*型別 ptr = &val; //p存有val的地址 cout << ptr; //輸出一串記憶體地址例如0x6ffe14 ``` :::warning 想想下面code哪裡錯： ```cpp= int val = 23; int* p = val; ``` :::spoiler 解答注意型別 p為int* val為int 型別不同無法編譯 ::: ### 指標狀態指標中的值(地址)可能為下列四種狀態的其中之一： 1. 指向一個物件 ```cpp= int a = 1; int *p = &a; ``` 2. 空指標 ```cpp= int *p1 = nullptr; //c++11新增 int *p2 = NULL; int *p3 = 0; ``` 3. 無效指標 ```cpp= int *p //指向記憶體中的某個任意物件 ``` 所以如果你在這時對p操作就會出現不可預期的錯誤 ```cpp= *p = 23; ``` ### 存取地址物件當一個指標指向一個物件，也就是存著一個記憶體地址我們可以用<span class="mkd">反參照(dereference)運算子(*)</span> 來存取物件 ```cpp= int val = 23; int* ptr = &val; cout << *ptr << '\n';//用*取出記憶體地址的物件輸出23 ``` ### 其他小觀念 ```cpp= int *ptr1, *ptr2; //ptr1,ptr2都是int* int* ptr3,ptr4; //ptr3是int* ,ptr4是int(宣告器沒有複合型別) int ptr5,*ptr6; //ptr5是int ,ptr6是int* ``` ### 動態記憶體在資料量不固定時就可以需要動態的來配置記憶體最基本的語法： ```cpp= int *p = NULL; p = new int[3];//配置記憶體給p使p成為一個陣列 delete []p;//釋放記憶體 ``` 如果不想手寫動態記憶體，也可以用STL中的[vector](/HXOQQPLsTFWbllos6fiepA) vector ## 參照(參考) reference 此處的參照都是左值參照，右值參照有機會在介紹平常我們初始化一個變數，初始器的值會被拷貝到創建的物件而參照是將參照和他的初始值<span class="mkd">繫結(bind)</span>在一起，不是拷貝初始值，一初始化一個參照就會持續繫結他的初始物件，你無法將一個參照重新繫結到其他物件。所以參照也必須被初始化。參照不是一個物件，只是已經存在的物件的<span class="mkd">別名</span> <span class="mkd">所以當我們在對參照進行運算時，實際上都是在參照所繫結的物件上進行</span> 定義一個參照的方式是寫出<span class="mkd">&d</span>這種形式的宣告器，d是被宣告的名稱 ```cpp= int val = 23; int &r = val; //r參照至val(r是val的一個名稱) r = 5; //把2指定給r所參照的物件val cout << val; //輸出5 ``` 參照是繫結的一個物件，所以當我們以參照作為初始器時，實際上使用的也是參照繫結的物件 ```cpp= int val = 23; int &r = val; int a = r; //將a初始化為和val相同的值 ``` :::warning 想想下面的code哪裡錯： ```cpp= int &r2; ``` :::spoiler 解答一個參考必須被初始化 :::success ::: ### 參照在函式的用處使用函式時我們知道程式傳遞引數的方式是<span class="mkd">傳值呼叫(call by value)</span> 編譯器是將要傳入函式的引數複製一份給函式用所以在函式裡改值並不會引響到原先變數的值 ```cpp= #include<bits/stdc++.h> using namespace std; void f(int a){ a = 20; return; } int main(){ int a = 10; f(a); cout << a << '\n';//輸出10 } ``` 那如果我們想要更改原先變數的值要怎麼做呢讓函式的變數變成參照型態這樣函式中使用的變數就只是原先變數的一個<span class="mkd">別名</span>而已 ```cpp= #include<bits/stdc++.h> using namespace std; void f(int &a){ a = 20; return; } int main(){ int a = 10; f(a); cout << a << '\n';//輸出20 } ``` ### 其他小觀念 ```cpp= int a = 10, b = 20; int &r1 = a,r2 = b; //r1是a的參照 ,r2是int(宣告器沒有複合型別) int& r3 = a,&r4 = b; //r3、r4都是參照 ``` ## 課後問題 :::info 有些符號有多個意義，例如&和*被用作宣告的一部份，但在運算式中也作為運算子下面的程式碼有*和&的不同用法可以自己思考看看它們分別的功能是什麼 ```cpp= int val = 23; int &r = val; int *ptr = nullptr; ptr = &val; *ptr = i; int &r2 = *ptr; ``` :::spoiler 解答 ```cpp= int val = 23; int &r = val; //&在型別後，是宣告的一部份 int *ptr; //*在型別後，是宣告的一部份 ptr = &val; //&在運算式中為取址運算子 *ptr = i; //*在運算式中為反參考運算子 int &r2 = *ptr; //&是宣告的一部份，*是反參考運算子 ``` ::: ## 小結雖然這樣看起還指標好像沒什麼用好用的動態記憶體控制也可以直接用vector取代但其實在之後實作許多資料結構都會需要用到指標而且學習指標也有助於對程式運作的理解