深入理解C语言的指针*和引用&

原创 2012年03月09日 10:46:37

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首先是一道关于类型转换的面试题，要求给出float变量强制转换成int型和int &输出的结果。

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1. int test()  
2. {  
3.     float a = 1.0f;  
4.     cout<<"value of (int)a is "<<(int)a<<endl;  
5.     cout<<"value of &a is "<<&a<<endl;  
6.     cout<<"value of (int &)a is "<<(int &)a<<endl;  
7.     cout<<boolalpha<<((int)a == (int &)a)<<endl;  
8.     return 0;  
9. }  

以前编程经常用到强制转换(int)variable，对于上例，就是把float型的值1.0作为int型输出1，但是如何理解(int &)variable，为什么输出会是一个大整数1065353216呢？这里需要区分&的两个作用：取地址和引用。以下是参考CSDN论坛的详细解释。
(int)a实际上是以浮点数a为参数构造了一个整型数，该整数的值是1，(int&)a则是告诉编译器将a当作整数看（并没有做任何实质上的转换）。因为1以整数形式存放和以浮点形式存放其内存数据是不一样的，因此两者不等。对float b = 0.0f;的两种转换意义同上，但是0的整数形式和浮点形式其内存数据是一样的，因此在这种特殊情形下，两者相等（仅仅在数值意义上）。 
注意，程序的输出会显示   (int&)a=1065353216，这个值是怎么来的呢？前面已经说了，1以浮点数形式存放在内存中，按ieee754规定，其内容为0x0000803F（已考虑字节反序）。这也就是a这个变量所占据的内存单元的值。当(int&)a出现时，它相当于告诉它的上下文：“把这块地址当做整数看待！不要管它原来是什么。”这样，内容0x0000803F按整数解释，其值正好就是1065353216（十进制数）。 
通过查看汇编代码可以证实“(int)a相当于重新构造了一个值等于a的整型数”之说，而(int&)的作用则仅仅是表达了一个类型信息，意义在于为cout<<及==选择正确的重载版本。

我们再看变量中使用指针*和引用&的例子，&作为引用主要是用在变量的声明，也就是将此变量作为一个别名，两变量内存地址完全相同。下面是对int *a, int &b, int * &c, int & *d的实验和简单说明。

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1. int test()  
2. {  
3.     int i = 10;  
4.     int *a = &i;    /* a是一个指针，指向i的地址, &取地址 */  
5.     cout<<"value of a is "<<a<<endl;  /* i的地址 */  
6.     int &b = i;     /* b是引用，和i指向同一地址，可视为i的别名 */  
7.     cout<<"value of b is "<<b<<endl;  /* i的内容，10 */  
8.     cout<<"value of &b is "<<&b<<endl;    /* i的地址 */  
9.     int * &c = a;   /* c是引用，引用的类型是指针(和a相同) */  
10.     cout<<"value of c is "<<c<<endl;  /* c是a的别名 */  
11.     /* int & *d = b;    d是一个指针，但引用不是实体，所以是错误的 */  
12.     return 0;  
13. }