常引用、常量指针、指针常量、指向常量的常指针、空指针与野指针解释

1、一.基础知识

• 引用并非对象
• 引用必须初始化
• 引用只能绑定在对象上，而不能与字面值或某个表达式的计算结果绑定在一起
• 类型要严格匹配

int &a = 10;             //错误：引用类型的初始值必须是一个对象  
  
double a = 3.14;  
int &b = a;              //错误：此处引用类型的初始值必须是int型对象

• 指针本身就是对象
• 指针的类型要和它指向的对象严格匹配

double dval;  
double *pd = &dval;      //正确  
double *pd2 = pd;        //正确  
  
int *pi = pd;            //错误：指针pi的类型和pd的类型不匹配  
pi = &dval;              //错误：试图把double型对象的地址赋给int型指针  

二.常量引用

• 初始化常量引用时允许用任意表达式作为初始值

int i = 42;  
const int &r1 = i;       //正确：允许将const int & 绑定到一个普通int对象上  
const int &r2 = 42;      //正确  
const int &r3 = r1 * 2;  //正确  
int &r4 = r1 * 2;        //错误  
  
double dval = 3.14;  
const int &ri = dval;    //正确  
//等价于  
const int temp = dval;  
const int &ri = temp;  
  
int i = 42;  
int &r1 = i;  
const int &r2 = i;  
r1 = 0;                  //正确  
r2 = 0;                  //错误  

三.常量指针

• 定义： 又叫常指针，可以理解为常量的指针，也即这个是指针，但指向的是个常量，这个常量是指针的值（地址），而不是地址指向的值。
• 关键点：
  • 1.常量指针指向的对象不能通过这个指针来修改，可是仍然可以通过原来的声明修改；
  • 2.常量指针可以被赋值为变量的地址，之所以叫常量指针，是限制了通过这个指针修改变量的值；指针指向的地址可以改变，但指针指向的地址所对应的内容不可以改变
  • 3.指针还可以指向别处，因为指针本身只是个变量，可以指向任意地址；
• 代码形式：

  int const* p;  const int* p;
  

四.指针常量

• 定义：本质是一个常量，而用指针修饰它。指针常量的值是指针，这个值因为是常量，所以不能被赋值。
• 关键点：
  • 1.指针常量的值是指针，这个值是常量，不能被修改；指向的地址不可以改变，但指向的地址所对应的内容可以改变
  • 2.指针本身是常量，指针指向的地址不可以变化,但是指针指向的地址所对应的内容可以变化；
• 代码形式:

  int* const p;
  

五.指向常量的常指针

• 定义：指向常量的指针常量就是一个常量，且它指向的对象也是一个常量。
• 关键点：
  • 1.一个指针常量，指向的是一个指针对象；
  • 2.它指向的指针对象且是一个常量，即它指向的对象不能变化；
• 代码形式：

  const int* const p;
  

六.那如何区分这几类呢?

• 带两个const的肯定是指向常量的常指针，很容易理解，主要是如何区分常量指针和指针常量.
  • 一种方式是看 * 和 const 的排列顺序，比如

  int const* p;    //const * 即常量指针
  const int* p;    //const * 即常量指针
  int* const p;    //* const 即指针常量
  

  • 还一种方式是看const离谁近，即从右往左看，比如

  int const* p;    //const修饰的是*p，即*p的内容不可通过p改变，但p不是const，p可以修改，*p不可修改；
  const int* p;    //同上
  int* const p;    //const修饰的是p，p是指针，p指向的地址不能修改，p不能修改，但*p可以修改；
  

• 实例

//-------常量指针-------
const int *p1 = &a;
a = 300;     //OK,仍然可以通过原来的声明修改值，
//*p1 = 56;  //Error,*p1是const int的，不可修改，即常量指针不可修改其指向地址
p1 = &b;     //OK,指针还可以指向别处，因为指针只是个变量，可以随意指向；

//-------指针常量-------//
int*  const p2 = &a;
a = 500;     //OK,仍然可以通过原来的声明修改值，
*p2 = 400;   //OK,指针是常量，指向的地址不可以变化,但是指向的地址所对应的内容可以变化
//p2 = &b;     //Error,因为p2是const 指针，因此不能改变p2指向的内容

//-------指向常量的常量指针-------//
const int* const p3 = &a;
//*p3 = 1;    //Error
//p3 = &b;    //Error
a = 5000;    //OK,仍然可以通过原来的声明修改值

• 在实际应用中，常量指针要比指针常量用的多，比如常量指针经常用在函数传参中，以避免函数内部修改内容。

  size_t strlen(const char* src); //常量指针，src的值不可改变；
  char a[] = "hello";
  char b[] = "world";
  size_t a1 = strlen(a);
  size_t b1 = strlen(b);
  虽然a、b是可以修改的，但是可以保证在strlen函数内部不会修改a、b的内容。
  

七.空指针与野指针

• 空指针就是保存地址为空的指针，使用指针时必须先判断是否空指针，很多问题都是这一步导致的。
• 野指针是在delete掉指针之后，没有置0，导致指针随意指向了一个内存地址，如果继续使用，会造成不可预知的内存错误。另外指针的误用很容易造成BUG或者内存泄漏。

//-------空指针-------//
int *p4 = NULL;
//printf("%d",*p4); //运行Error，使用指针时必须先判断是否空指针

//-------野指针（悬浮、迷途指针）-------//
int *p5 = new int(5);
delete p5;
p5 = NULL; //一定要有这一步
printf("%d",*p5);  //隐藏bug，delete掉指针后一定要置0，不然指针指向位置不可控，运行中可导致系统挂掉

//-------指针的内存泄漏-------//
int *p6 = new int(6);
p6 = new int(7); //p6原本指向的那块内存尚未释放，结果p6又指向了别处，原来new的内存无法访问，也无法delete了，造成memory leak

八.参考资料

1.菜鸟教程

2.C++中指针常量和常量指针的区别