指针和内存

分区作用

代码区

存储程序编译后的函数体二进制代码，操作系统进行管理。

函数在程序编译之后，存储于代码区，调用函数通常建立栈帧来保存参数和局部状态；机器指令仍从代码区域取出执行，不是把函数代码压入栈。

全局区

变量在程序编译阶段已经分配好内存空间并初始化，这块内存空间在程序的整个运行期间都存在，主要存放静态变量、全局变量和常量

栈区

由系统进行内存管理，主要存放函数的参数以及局部变量。在函数完成执行，系统自行释放，不需要用户管理。

堆区

由程序员进行分配和释放，若程序员不能释放，程序结束时由操作系统进行回收

内存中的数据残留

删除硬盘上面的数据只是释放掉自己对于某一块空间的使用权，内存也是如此。

指针

指针的使用

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
  int a = 10;
  int* p = &a;

  cout <<"内存地址：" << p << endl;

  // 地址访问
  cout << "*p的值：" << *p << endl;
  // 通过指针修改值
  *p = 200;
  cout <<"*p的值：" << *p << endl;
}

空指针和野指针

空指针：没有存储任何的内存地址的指针变量，一般使用NULL或者nullptr

野指针：里面存储一个内存地址，但是这个地址指向的空间已经不存在了。

常量指针和指针常量

常量指针：指向常量的指针 const int * a

指向的空间值是不允许修改的
指针的指向可以修改

  int a = 10;
  // 常量指针
  const int* p = nullptr;
  p = &a;

  // *p = 200; 无法通过指针修改值

  // 但是可以修改指针的指向
  int b = 20;
  p = &b;

指针常量：int *const a

可以修改指向空间的值
但是无法修改指针的转向

  int a = 10;
  int b = 20;

  int* const p = &a;
  //*p = &b; //    无法修改指向
  *p = 200;  // 但是可以修改值

函数中使用指针

#include <iostream>
using namespace std;

void change(int num) {
  num = 100;
}

int main() {
  int n = 10;
    change(n);
  cout << n << endl;
}

以上题为例，如果我们希望最后输出的是100，而不是10，应该如何处理？

指针按值传参会复制地址值。重新给函数里的指针赋值不会改变调用者的指针；通过 *p 修改所指对象则能影响调用者的对象。需要修改调用者的指针本身时，要传指针的引用或二级指针，不是仅把参数改成 const 指针。

#include <iostream>
using namespace std;

void change(int* num) {
  *num = 100;
}

int main() {
  int n = 10;
  change(&n);
  cout << n << endl;
}

引用

变量名是一段连续内存空间的别名，是一个标号，程序中可以通过变量来申请并命名空间，通过变量的名字来使用变量空间

引用注意事项：

&这里不是用于计算
类型标志符和目标类型必须要一致
声明引用变量的时候必须进行初始化
引用初始化后，地址不能改变
不能由NULL
看作是一个别名

int a = 10;
// 引用
int &b = a;

// 两个地址一样
cout << &a << endl;
cout << &b << endl;

函数中使用引用

#include <iostream>
using namespace std;

void swap(int num1, int num2) {
  int temp = num1;
  num1 = num2;
  num2 = temp;
}

int main() {
  int num1 = 10;
  int num2 = 33;

  swap(num1, num2);
  cout << "num1=" << num1 << "\tnum2=" << num2 << endl;
}

运行以上代码后，我们可以发现最后的值还是是num1=10，num2=33，但是很显然不是我们想要的

void swap(int& num1, int& num2) {
  int temp = num1;
  num1 = num2;
  num2 = temp;
}

引用的本质

引用是已有对象的别名，不能重新绑定；它与指针常量有相似的使用效果，但不是同一种类型。

int *const a = &b <====> int& a = b

常量引用

const int& a = 10; 一般在函数里面，不想形参修改实参的值