C++中的指针与引用详细解读

　　定义指向常量的指针只限制指针的间接访问操作，而不能规定指针指向的值本身的操作规定性。
　　常量指针定义”const int* pointer=&a”告诉编译器，*pointer是常量，不能将*pointer作为左值进行操作。
　　常量引用：指向常量的引用，在引用定义语句的类型前加const，表示指向的对象是常量。也跟指针一样不能利用引用对指向的变量进行重新赋值操作。

　　指针常量VS引用常量
　　在指针定义语句的指针名前加const，表示指针本身是常量。在定义指针常量时必须初始化！而这是引用天生具来的属性，不用再引用指针定义语句的引用名前加const。
　　指针常量定义”int* const pointer=&b”告诉编译器，pointer是常量，不能作为左值进行操作，但是允许修改间接访问值，即*pointer可以修改。

　　常量指针常量VS常量引用常量

　　常量指针常量：指向常量的指针常量，可以定义一个指向常量的指针常量，它必须在定义时初始化。常量指针常量定义”const int* const pointer=&c”告诉编译器，pointer和*pointer都是常量，他们都不能作为左值进行操作。
　　而不存在所谓的”常量引用常量”，因为跟上面讲的一样引用变量是引用常量。C++不区分变量的const引用和const变量的引用。程序决不能给引用本身重新赋值，使他指向另一个变量，因此引用总是const的。如果对引用应用关键字const，起作用是使其目标称为const变量。即没有：Const double const& a=1；只有const double& a=1；
　　总结：有一个规则可以很好的区分const是修饰指针，还是修饰指针指向的数据——画一条垂直穿过指针声明的星号（*），如果const出现在线的左边，指针指向的数据为常量；如果const出现在右边，指针本身为常量。而引用本身与天俱来是常量，即不可以改变指向。
　　4、指针和引用的实现
　　我们利用下面一段简单的代码来深入分析指针和引用:
　　#include<iostream>
　　using namespace std;
　　int main(int argc， char** argv)
　　{
　　int i=1;
　　int& ref=i;
　　int x=ref;
　　cout<<"x is "<<x<<endl;
　　ref=2;
　　int* p=&i;
　　cout<<"ref = "<<ref<<"， i = "<<i<<endl;
　　}
　　上面的代码用g++ test.c编译之后，然后反汇编objdump -d a.out，得到main函数的一段汇编代码如下：
　　08048714 <main>:
　　8048714: 55　　　　push %ebp
　　8048715: 89 e5　　　mov %esp，%ebp
　　8048717: 83 e4 f0        and $0xfffffff0，%esp//为main函数的参数argc、argv保留位置
　　804871a: 56            push %esi
　　804871b: 53            push %ebx
　　804871c: 83 ec 28        sub $0x28，%esp
　　804871f: c7 44 24 1c 01 00 00 movl $0x1，0x1c(%esp) //将0x1存到esp寄存器中，即int i=1
　　8048726: 00
　　8048727: 8d 44 24 1c  lea 0x1c(%esp)，%eax// esp寄存器里的变量i的地址传给eax
　　804872b: 89 44 24 18    mov %eax，0x18(%esp)//将寄存器eax中的内容（i的地址）传给寄存器中的变量ref，即int& ref=i
　　804872f: 8b 44 24 18        mov 0x18(%esp)，%eax//将寄存器esp中的ref传给eax，即i的地址
　　8048733: 8b 00        mov (%eax)，%eax//以寄存器eax中的值作为地址，取出值给eax 8048735: 89 44 24 14        mov %eax，0x14(%esp) //将寄存器eax中的值传给寄存器esp中的x，即x=ref
　　8048739: c7 44 24 04 00 89 04     movl $0x8048900，0x4(%esp)
　　8048740: 08
　　8048741: c7 04 24 40 a0 04 08    movl $0x804a040，(%esp)
　　8048748: e8 cb fe ff ff    call 8048618 <_ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_ES5_PKc@plt>
　　804874d: 8b 54 24 14    mov 0x14(%esp)，%edx
　　8048751: 89 54 24 04        mov %edx，0x4(%esp)
　　8048755: 89 04 24        mov %eax，(%esp)
　　8048758: e8 5b fe ff ff    call 80485b8 <_ZNSolsEi@plt>
　　804875d: c7 44 24 04 38 86 04    movl $0x8048638，0x4(%esp)
　　8048764: 08
　　8048765: 89 04 24        mov %eax，(%esp)
　　8048768: e8 bb fe ff ff    call 8048628 <_ZNSolsEPFRSoS_E@plt>//从8048739~8048768这些行是执行"cout<<"x is "<<x<<endl;"
　　804876d: 8b 44 24 18    mov 0x18(%esp)，%eax//将寄存器esp中的ref传到eax中
　　8048771: c7 00 02 00 00 00    movl $0x2，(%eax) //将0x2存到eax寄存器中
　　8048777: 8d 44 24 1c        lea 0x1c(%esp)，%eax// esp寄存器里的变量i的地址传给eax
　　804877b: 89 44 24 10    mov %eax，0x10(%esp) //将寄存器eax中的内容（即i的地址）传到寄存器esp中的p
　　804877f: 8b 5c 24 1c        mov 0x1c(%esp)，%ebx
　　8048783: 8b 44 24 18    mov 0x18(%esp)，%eax
　　8048787: 8b 30        mov (%eax)，%esi
　　8048789: c7 44 24 04 06 89 04    movl $0x8048906，0x4(%esp)
　　8048790: 08
　　8048791: c7 04 24 40 a0 04 08    movl $0x804a040，(%esp)
　　8048798: e8 7b fe ff ff    call 8048618 <_ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_ES5_PKc@plt>
　　804879d: 89 74 24 04    mov %esi，0x4(%esp)
　　80487a1: 89 04 24        mov %eax，(%esp)
　　80487a4: e8 0f fe ff ff    call 80485b8 <_ZNSolsEi@plt>
　　80487a9: c7 44 24 04 0d 89 04    movl $0x804890d，0x4(%esp)
　　80487b0: 08
　　80487b1: 89 04 24        mov %eax，(%esp)
　　80487b4: e8 5f fe ff ff     call 8048618 <_ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_ES5_PKc@plt>
　　80487b9: 89 5c 24 04        mov %ebx，0x4(%esp)
　　80487bd: 89 04 24        mov %eax，(%esp)
　　80487c0: e8 f3 fd ff ff    call 80485b8 <_ZNSolsEi@plt>
　　80487c5: c7 44 24 04 38 86 04    movl $0x8048638，0x4(%esp)
　　80487cc: 08
　　80487cd: 89 04 24        mov %eax，(%esp)
　　80487d0: e8 53 fe ff ff    call 8048628 <_ZNSolsEPFRSoS_E@plt>//这些行是执行"cout<<"ref = "<<ref<<"， i = "<<i<<endl;"
　　80487d5: b8 00 00 00 00    mov $0x0，%eax
　　80487da: 83 c4 28        add $0x28，%esp
　　80487dd: 5b            pop %ebx
　　80487de: 5e            pop %esi
　　80487df: 89 ec        mov %ebp，%esp
　　80487e1: 5d            pop %ebp
　　80487e2: c3            ret
　　从汇编代码可以看出实际上指针和引用在编译器中的实现是一样的：
　　引用int& ref=i;
　　8048727: 8d 44 24 1c lea 0x1c(%esp)，%eax// esp寄存器里的变量i的地址传给eax
　　804872b: 89 44 24 18 mov %eax，0×18(%esp)//将寄存器eax中的内容（i的地址）传给寄存器中的变量ref，即int& ref=i
　　指针int* p=&i;
　　8048777: 8d 44 24 1c lea 0x1c(%esp)，%eax// esp寄存器里的变量i的地址传给eax
　　804877b: 89 44 24 10 mov %eax，0×10(%esp) //将寄存器eax中的内容（即i的地址）传到寄存器esp中的p
　　虽然指针和引用终在编译中的实现是一样的，但是引用的形式大大方便了使用也更安全。有人说：”引用只是一个别名，不会占内存空间？”通过这个事实我们可以揭穿这个谎言！实际上引用也是占内存空间的。
　　5、指针传递和引用传递
　　为了更好的理解指针和引用，我们下面来介绍一下指针传递和引用传递。当指针和引用作为函数的函数是如何传值的呢？（下面这一段引用了C++中引用传递与指针传递区别（进一步整理））
　　指针传递参数本质上是值传递的方式，它所传递的是一个地址值。值传递过程中，被调函数的形式参数作为被调函数的局部变量处理，即在栈中开辟了内存空间以存放由主调函数放进来的实参的值，从而成为了实参的一个副本。值传递的特点是被调函数对形式参数的任何操作都是作为局部变量进行，不会影响主调函数的实参变量的值。
　　引用传递过程中，被调函数的形式参数也作为局部变量在栈中开辟了内存空间，但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的地址。被调函数对形参的任何操作都被处理成间接寻址，即通过栈中存放的地址访问主调函数中的实参变量。正因为如此，被调函数对形参做的任何操作都影响了主调函数中的实参变量。
　　引用传递和指针传递是不同的，虽然它们都是在被调函数栈空间上的一个局部变量，但是任何对于引用参数的处理都会通过一个间接寻址的方式操作到主调函数中的相关变量。而对于指针传递的参数，如果改变被调函数中的指针地址，它将影响不到主调函数的相关变量。如果想通过指针参数传递来改变主调函数中的相关变量，那得使用指向指针的指针，或者指针引用。
　　参考文献
　　[1]The C++ Programming Language(Special Edition)，Bjarne Stroustrup
　　[2] ANSI C++ Standard
　　[3] 汇编语言