feat(*): 引用与指针的区别

Author: Yanbin Zhu

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+title: Pointer(指针)与引用的区别
+date: '2024-10-20'
+tags: ['C语言','CPP']
+draft: false
+summary:  Pointer(指针)与引用的区别
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+## 概念
+
+引用：`引用是某个变量的别名`，一旦引用被初始化，它就`不能再指向其他对象`。`引用必须在声明时初始化`。
+
+```CPP
+int a = 10;
+int& ref = a;  // ref 是 a 的引用，ref 就是 a 的别名
+```
+
+指针：指针是存储某个变量地址的变量。指针可以在任何时候指向不同的对象，并且可以为空（即指向 nullptr）。
+
+```CPP
+int a = 10;
+int* ptr = &a;  // ptr 是指向 a 的指针，存储 a 的地址
+
+```
+
+## 底层实现
+尽管 C++ 语法上将引用和指针区分开来，但在底层，引用通常是通过 指针 或 内存地址 来实现的。编译器在生成代码时，会将引用转换为指针或内存地址的操作。
+
+### 2.1 引用作为指针处理
+编译器通常会将引用视为指针的别名。这意味着引用在底层实际上是一个指向对象的指针，但编译器对引用进行了语法上的简化，使得程序员不需要显式地解引用。
+
+例如，下面的代码：
+```CPP
+int a = 10;
+int& ref = a;
+ref = 20;
+```
+
+可能会被编译器转换为类似以下的代码：
+```CPP
+int a = 10;
+int* const ref = &a;  // 引用被实现为指针
+*ref = 20;            // 对引用的赋值被转换为对指针解引用的赋值
+```
+
+在这种情况下，ref 在底层被处理为一个指向 a 的指针，ref = 20 实际上是通过 *ref 来修改 a 的值。
+
+### 引用的内存模型
+引用本身并不占用额外的内存空间，它只是在编译时为某个对象创建了一个别名。因此，`引用的内存地址与它所引用的对象的内存地址是相同的`。
+
+例如，下面的代码：
+```CPP
+int a = 10;
+int& ref = a;
+
+std::cout << &a << std::endl;   // 输出 a 的地址
+std::cout << &ref << std::endl; // 输出 ref 的地址，和 a 一样
+```
+输出结果会显示 &a 和 &ref 是相同的地址，因为 ref 实际上是 a 的别名，它们指向同一个内存位置。
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+### 可通过该例题更深刻的理解
+http://oj.lgwenda.com/problem/15
+使用C++的引用，注意提交时把代码选为C++；
+在主函数定义字符指针 char *p,
+然后在子函数内malloc申请空间（大小为100个字节），
+通过fgets读取字符串，然后在主函数中进行输出；要求子函数使用C++的引用，
+注意在C++中从标准输入读取字符串，需要使用fgets(p,100,stdin)
+```CPP
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+
+void get(char* &i) {
+    i = (char*)malloc(100);
+    fgets(i,100,stdin);
+}
+
+int main() {
+    char* p = nullptr;
+    get(p);
+    printf("%s\n",p);
+}
+```
+
+#### 主要部分内容由chatGPT-4o-mini生成,如有错漏欢迎告知留言