C++指针引用详解

引言

实际开发中遇到的问题，将问题简化如下：

上面的说法可能不够准确，直接看实际的例子吧

#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
#include <vector>
using namespace std;

class Person
{
public:
	Person(const string name, const int age, const int gender) 
		:m_name(name), m_age(age), m_gender(gender) 
	{
		cout << "call constructor." << endl;
	};

	~Person() { cout << "call deconstructor." << endl; };

	void printPersonInfo();

private:
	string m_name;
	int m_age;
	int m_gender;
};

void Person::printPersonInfo()
{
	cout << "name:" << m_name << ", age:" << m_age << ", gender:" << (m_gender == 0 ? "female" : "male") << endl;
}

void getPerson(const vector<Person*>& persons, const int index, Person* searchPerson)
{
	if (index < 0 || index >= persons.size()) {
		cout << "index is invalid." << endl;
		return;
	}

	searchPerson = persons[index];
	searchPerson->printPersonInfo();

	cout << searchPerson << endl;
	cout << persons[index] << endl;
}

void doSomething(Person* person)
{
	if (person == nullptr) {
		cout << "Person not exist." << endl;
		return;
	}

	person->printPersonInfo();
	cout << person << endl;
}

int main()
{
	vector<Person*> persons;
	Person* person0 = new Person("Wang", 18, 0);
	persons.emplace_back(person0);
	Person* person1 = new Person("Zhao", 21, 1);
	persons.emplace_back(person1);
	Person* person2 = new Person("Qian", 24, 0);
	persons.emplace_back(person2);
	cout << persons.size() << endl;

	Person* searchPerson = nullptr;
	getPerson(persons, 0, searchPerson);
	doSomething(searchPerson);
	cout << searchPerson << endl;

	for (int i = 0; i < persons.size(); ++i)
	{
		delete persons[i];
		persons[i] = nullptr;
	}

	return 0;
}

在上面的例子中，新建了Person类，流程如下：

1. 构造一个persons指针数组
2. 构造一个空的Person指针searchPerson
3. 在getPerson函数中查找匹配的指针并赋值给searchPerson
4. 在doSomething中操作该指针，这里只是简单的个人信息打印printPersonInfo

上面的代码运行结果如下

call constructor.
call constructor.
call constructor.
3
name:Wang, age:18, gender:female
00000281A88A4FC0
00000281A88A4FC0
Person not exist.
0000000000000000
call deconstructor.
call deconstructor.
call deconstructor.

但是在doSomething函数中操作时却是空的，这实在很郁闷

问题分析

问题的根本还是对指针和函数的理解不够清晰

• 指针本身也就是4个字节的变量，只不过这个变量内部存储的是地址而已
• 函数按值传递，内部形参的改变不会影响外部的实参

弄清楚上面的两点，问题就比较明显了
在 getPerson 函数中，searchPerson 是按值传递的（指针按值传递），对它的修改不会影响调用者的值

void getPerson(const vector<Person*>& persons, const int index, Person* searchPerson)

searchPerson = persons[index]; 的修改仅限于 getPerson 函数内部，调用者中的 searchPerson 仍然是 nullptr
将 searchPerson 改为按引用传递：

void getPerson(const vector<Person*>& persons, const int index, Person*& searchPerson)

这样 searchPerson 的值在函数内部修改后，会正确反映到调用者的上下文中

调整后的打印输出如下

call constructor.
call constructor.
call constructor.
3
name:Wang, age:18, gender:female
0000015F986F4FC0
0000015F986F4FC0
name:Wang, age:18, gender:female
0000015F986F4FC0
0000015F986F4FC0
call deconstructor.
call deconstructor.
call deconstructor.

可以看到searchPerson已经非空，可以在doSomething中正常操作

总结

1. 修改指针的值（指向的地址）：
   在函数内部修改指针，使其指向不同的内存地址，并让这种修改在调用者中生效
2. 避免多级指针的复杂性：
   如果没有指针引用，修改指针值可能需要使用二级指针；使用指针引用可以简化代码逻辑