运算符中的 & 和 *

1. 星号在类型后：用于声明指针

类型名* 指针名;

int x = 10;
int* p = &x; // 定义一个指向`int`类型的指针`p`，并将它初始化为`x`变量的地址，&x 表示获取变量 x 的内存地址
*p = 20; // `x`仍然等于`10`所在的地址，但是地址中的实际值`10`现在被改为了`20`

含义

• 定义一个指针，指向所指定类型的内存地址。
• 指针存储的是某个变量的 内存地址，而不是变量本身的值。

数据类型& 引用名 = 变量名;

方法参数中的 * 和 & 的意义

指针传递：*

• 表示传递指针，允许函数操作操作原始变量指向内存中实际存储的值：

  void modify(int *p) {
    *p = 20;  // 修改指针指向的值(修改这块内存实际存的值)
  }
  int x = 10;
  modify(&x);  // 传递 x 的地址
  

引用传递：&

• 表示传引用，允许函数直接操作原始变量：

  void modify(int &ref) {
    ref = 20;  // 修改原始变量(相当于 x = 20, 而不是把20 = 10)
  }
  int x = 10;
  modify(x);  // 直接传递变量
  

在 C++ 中，& 和 * 运算符有多种用途，主要体现在 引用、指针、以及 取地址和解引用 的操作上。下面将详细解释它们在 C++ 中的不同用途。

1. & 运算符的用途

(1) 取地址运算符

• 用法：& 在变量前表示 取地址，即获取该变量的内存地址。

• 例子：

  int x = 10;
  int* ptr = &x;  // 取 x 的地址，并将其赋给指针 ptr
  
  • 在这个例子中，&x 返回 x 变量的内存地址，然后赋给指针 ptr。

(2) 引用声明运算符

• 用法：& 在类型后面表示 引用。引用是一个变量的别名，它不存储数据本身，而是存储另一个变量的内存地址。

• 例子：

  int x = 10;
  int& ref = x;  // ref 是 x 的引用，表示 ref 和 x 是同一个变量
  ref = 20;  // 修改 ref 的值，x 也变成了 20
  
  • 在这里，ref 是 x 的引用，修改 ref 会直接影响 x。

(3) 在函数参数中使用引用（传引用）

• 用法：在函数参数中使用 & 来传递变量的引用。这样，函数会直接修改传入的参数，而不需要创建该参数的副本。

• 例子

  ：

  void modify(int& x) {
      x = 20;  // 直接修改传入的 x
  }
  
  int main() {
      int a = 10;
      modify(a);  // 传递 a 的引用
      cout << a;  // 输出 20，因为 a 被修改了
      return 0;
  }
  

2. * 运算符的用途

(1) 指针声明

• 用法：* 在变量声明时表示 指针，即该变量存储的是另一个变量的内存地址。

• 例子：

  int x = 10;
  int* ptr = &x;  // ptr 是指向 int 类型的指针，存储 x 的地址
  
  • 在这里，* 表示声明 ptr 为指向 int 类型的指针。

(2) 解引用运算符

• 用法：* 在指针变量前面表示 解引用，即访问指针所指向的内存地址的值。

• 例子：

  int x = 10;
  int* ptr = &x;  // ptr 存储 x 的地址
  cout << *ptr;  // 输出 10，解引用 ptr，访问指针指向的值
  
  • *ptr 通过解引用操作访问 ptr 指向的内存中的值，也就是 x 的值。

(3) 指针的赋值（指针指向）

• 用法：* 用于通过指针修改其指向的内容。

• 例子：

  int x = 10;
  int* ptr = &x;  // ptr 指向 x
  *ptr = 20;      // 通过解引用 ptr 修改 x 的值
  cout << x;      // 输出 20
  
  • *ptr = 20; 通过指针 ptr 修改了 x 的值。

(4) 返回指针

• 用法：函数可以返回指针，通常在返回函数中分配的内存地址时使用 *。

• 例子：

  int* getPointer() {
      int x = 10;
      return &x;  // 返回指向局部变量 x 的指针（不推荐这样做，局部变量会被销毁）
  }
  

3. & 和 * 在函数中的结合使用

(1) 传递指针的引用

• 用法：可以使用 * 和 & 结合在一起，传递指向指针的引用，这样可以修改传入的指针（即指针本身的地址）。

• 例子：

  void modifyPointer(int*& ptr) {
      int x = 20;
      ptr = &x;  // 修改传入指针的值，使其指向 x
  }
  
  int main() {
      int y = 10;
      int* ptr = &y;
      modifyPointer(ptr);  // 修改指针 ptr，使其指向新变量 x
      cout << *ptr;  // 输出 20，因为 ptr 现在指向 x
      return 0;
  }
  

(2) 传递引用的指针

• 用法：传递一个指向引用的指针（指针指向一个引用）。

• 例子：

  void modify(int* &ptr) {
      int x = 30;
      ptr = &x;  // 修改指针 ptr，使其指向 x
  }
  
  int main() {
      int y = 10;
      int* ptr = &y;
      modify(ptr);  // 修改指针，使其指向新的变量 x
      cout << *ptr;  // 输出 30，因为 ptr 现在指向 x
      return 0;
  }
  

总结：& 和 * 的主要用途

通过 & 和 *，C++ 提供了强大的指针和引用机制，允许直接操作内存和对象，提供了高效的内存管理能力。