什么是指向指针的引用？

Question

我最近看到一个被声明为以下形式的函数：

void func(type* &param);

我已经知道了 type* param 和 type& param 的区别。那么上述内容与它们有何不同？何时使用这个？这样做是否明智？

- ReignBough

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这与 type& param 完全相同，这里的类型是 type*。 - songyuanyao

Answer 1

以上操作不仅可以修改所指向的对象，还可以修改指针本身。例如，考虑以下代码：

void func(int*& ptr) {
    *ptr = 1;
    ptr = 0;
}

int main() {
    int x = 0;
    int* y = &x;
    func(y);
}

执行完毕之后，x的值为1，y的值为0（如您所见）。

请注意，为了举例说明，我使用了0作为空指针，但如果您使用的是C++11，您应该使用nullptr（它没有一个重载的std::ostream的operaror<<）。

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可以通过查看以下代码来理解此概念：

template<class Type> using ptr = Type*;
ptr<int>& x;

或者

std::unique_ptr<int>& x;

在这些示例中，x是一个类型的引用（先是ptr<int>，然后是std::unique_ptr<int>），它碰巧是一个具有指针语义的指针/类（operator*和operator->）。

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可能会对指针中的const限定符位置产生兴趣。考虑以下两种情况：

1. void func(const int*& ptr)
2. void func(int*const& ptr)

它们的含义是：

1. 指向常量整数的指针引用。
2. 指针常量引用到整数。

按照上面与ptr的类比，它们将分别是：

1. ptr<const int>&
2. ptr<int> const&

因此，第一种情况在函数体内执行*ptr = 1将失败（因为int是常量），但可以愉快地执行ptr = 0。

第二种情况相反，允许*ptr = 1（因为指向的int不是常量），而不允许ptr = 0（因为指针是常量）。

当然，在以下情况下：

void func(const int*const& ptr)

在 ptr 比喻中，这个语法会是 ptr<const int> const&，两者都不被允许。

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什么时候使用它？使用它是明智的吗？

就像每个特性一样，当你需要它时才会发现其有用。但作为一个一般的想法，有些人使用它来在释放动态分配的资源后重置指针（我不建议这样做，见下文）。

我们来看一个例子：

free_my_int(int*& ptr) {
    delete ptr;
    ptr = nullptr;
}

int* x = new int(42);
free_my_int(x);

在执行结束时，x将被正确释放，并自动设置指针为nullptr（空指针）。这是为了防止由于缺少ptr = nullptr而导致的丑陋的分段错误或“已释放的指针未被分配”的错误消息。

但是，在C ++ 11和C ++ 14中，使用指针的情况非常少，甚至对指向指针的引用的使用更少。大部分指针用于的事情都可以用其他标准构造替代（例如std::optional，std::unique_ptr，std::shared_ptr或std::reference_wrapper）。

- Shoe

Answer 2

让我们比较这三种选项：

• void func(type* param); // 'param' 是一个 'type*' 变量
• void func(type& param); // 'param' 是一个指向 'type' 变量的引用
• void func(type*& param); // 'param' 是一个指向 'type*' 变量的引用

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void func(type* param)
{
    type x;
    ...
    param = &x;
    // Argument 'param' is regarded as a local variable in this function,
    // so setting 'param = ...' will have no effect outside this function
}

当然，如果你执行*param = ...，那么它会影响指向param的内存内容。例如，你也可以执行param[5] = ...，并影响该内存空间中的其他区域。

void func(type& param)
{
    type x;
    ...
    param = x;
    // Argument 'param' is regarded as a reference to a variable outside this
    // function, so setting 'param = ...' will effect the referenced variable
}

在这里，你只会改变所引用的变量本身，因此比声明函数为void func(type* param)，然后通过调用func(&param)来传递type param的地址更安全。请注意保留HTML标签。

void func(type*& param)
{
    type x;
    ...
    param = &x;
    // Argument 'param' is regarded as a reference to a variable outside this
    // function, so setting 'param = ...' will effect the referenced variable
}

这类似于声明函数为void func(type** param)，然后通过调用func(&param)传递type* param的地址，但出于上述相同的原因，这样做更安全。请注意，我们保留了HTML标签。

- barak manos