来自Java，学习C++——理解函数指针答案

【问题标题】：Coming from Java, learning C++ - understanding pointers at functions来自Java，学习C++——理解函数指针
【发布时间】：2012-09-06 08:12:47
【问题描述】：

我已经阅读了一个针对想要学习 C++ 的 Java 开发人员的快速教程。它只解释了 C++ 的基本原理（和语法）（我猜）。起初我以为我已经完全理解了一切，但是在编写 C++ 时出现了一些我不太清楚的问题。

...之间有什么区别

ExampleClass* doSomething(ExampleClass* ec) {}

和

ExampleClass* doSomething(ExampleClass& ec) {}

和

ExampleClass& doSomething(ExampleClass* ec) {}

和

ExampleClass& doSomething(ExampleClass& ec) {}

【问题讨论】：

与stackoverflow.com/questions/57483/…复制
获取an introductory C++ book，在学习 C++ 时忘记 Java。我是认真的； Java 和 C++ 只是表面上相似。试图像理解 Java 一样理解 C++非常会适得其反。这样的书会谈到指针和引用，这就是你的问题所在。
只需将引用视为指针，它无法更改它们指向的对象（常量指针），当您使用它时会自动取消引用。

标签： java c++ function pointers reference

【解决方案1】：

指针和引用有相似之处。它们都指向或引用一个对象，而没有空间来表示对象本身的值。然而，指针显式地使用* 来取消引用（作为一元运算符），并使用& 来获取对象的地址。 * 也用于不同的上下文中，以指定指针类型。

引用是一个更安全的“自动”指针。然而，引用是不可变的，因为它以后不能更改为指向其他东西。引用也使用& 符号，但在不同的上下文中。它不是一元运算符，而是用于指定引用类型。

第一个示例接受一个指向 ExampleClass 的指针并返回一个指向 ExampleClass 对象的指针。例如。你可能会说：

ExampleClass* doSomething(ExampleClass* ec) {
  return ec;
}
ExampleClass * pointer = new ExampleClass();
ExampleClass * anotherpointer = doSomething(pointer);

相比之下，下面这个引用了 ExampleClass。引用就像一个指针，但它意味着你不传递指针类型的东西，直接传递它，例如：

ExampleClass* doSomething(ExampleClass& ec) {
  return &ec; // & unary operator - get the address of ec
}

ExampleClass obj = ExampleClass();
ExampleClass* pointer = doSomething(obj); // it will automatically get a reference to the input object

下一个例子接受一个指针并返回一个引用（注意返回类型不是指针）：

ExampleClass& doSomething(ExampleClass* ec) {
  // note ec of is type ExampleClass*
  // *ec is of type ExampleClass
  return *ec; // returns a reference to whatever the pointer points to
}
ExampleClass * pointer = new ExampleClass();
ExampleClass& myobj = doSomething(pointer);

你只需将它传递给一个引用对象（它指向函数给定的对象，即不复制）。请注意，在这种情况下，函数应该注意确保为对象分配了空间，并且不需要在 return 语句中显式引用（使用 *）该对象。

我想你可以算出最后一个例子：

ExampleClass& doSomething(ExampleClass& ec) {}

请注意，在返回引用时，您必须确保被引用的对象在函数上下文之外分配空间（例如，作为全局变量或静态局部变量），以便它不会被破坏。

你不应该返回一个对局部变量的引用，它会在函数退出时被销毁，例如：

ExampleClass& doSomething(ExampleClass* ec) {
  ExampleClass copy = *ec;
  return copy; // WARNING: returning reference to object that will be destroyed
}

【讨论】：

【解决方案2】：

ExampleClass* doSomething(ExampleClass* ec) {}

以指针为参数，返回指针。

ExampleClass* doSomething(ExampleClass& ec) {}

通过引用获取一个对象并返回一个指针。

ExampleClass& doSomething(ExampleClass* ec) {}

将指针作为参数并返回一个引用。

ExampleClass& doSomething(ExampleClass& ec) {}

通过引用获取一个对象并返回一个引用。

请注意，通过引用返回很棘手，因为它很容易导致未定义的行为。通过引用返回本地对象是非法的：

ExampleClass& doSomething() 
{
    ExampleClass x;
    return x;
}

这将编译（您可能会收到警告），但x 在函数结束后被销毁，因此您将得到一个无效的引用。要使其有效，x 需要在函数结束后仍然存在（如果它是类成员，直到对象本身被销毁，或者它可以是 static 本地的，或动态分配的）。

同样的情况也可能发生在指针上，虽然不太常见：

ExampleClass* doSomething() 
{
    ExampleClass x;
    return &x;
}

【讨论】：

【解决方案3】：

在 C++ 中传递指向对象的指针和通过引用传递对象之间没有真正的区别。然而，通过引用传递允许更简单的运算符重载语法，并消除了对大量 -> 无处不在的需求，应该是首选。

当通过引用传递对象时，不希望方法能够更改对象是很常见的。这是通过将对象参数声明为 const 引用 (const myClass&) 来实现的。

【讨论】：

我认为差异远不止简化运算符和避免-> 语法。您不能像删除指针一样删除对对象的引用。您不能像拥有空指针一样拥有空引用（否则为未定义的行为）。考虑所有权语义，指针意味着对象的严格所有权，而引用意味着您可以观察/操作对象但您不拥有它（因此您不能删除它）。此外，该标准不要求引用具有存储空间，因此假设引用只是指针周围的语法糖可能会产生误导。

【解决方案4】：

ExampleClass* doSomething(ExampleClass* ec) {}

函数做一些事情来获取值和返回值

ExampleClass* doSomething(ExampleClass& ec) {}

函数在内存中获取对象地址并返回值

ExampleClass& doSomething(ExampleClass* ec) {}

函数做一些事情来获取值并返回内存中对象的地址

ExampleClass& doSomething(ExampleClass& ec) {}

函数做一些事情，获取并返回内存中对象的对象地址

【讨论】：