指针与引用

这一课你将能做到

1. 用 & 取地址、用 * 解引用，说出指针变量本身存的是什么
2. 写出指针传参与引用传参两种「被调函数改实参」的写法，并知道何时选哪种
3. 用 nullptr 判空防段错误，解释 C++ 引用与 Java 引用的关键区别

为什么要学

Java 里你天天写 User u = new User()，从来不想 u 底下是什么——JVM 替你管了。C++ 没有这层遮罩：指针就是「内存地址」这个原始概念本身，你既可以拿它做高效的事（链表、零拷贝传参、和判题沙箱里的系统调用交互），也可能用它造出段错误。理解指针引用不是怀旧，是看懂一切 C++ 代码（包括 STL 内部实现）的前提。

对 Java 背景的你最反直觉的一点：Java 的「引用」更接近 C++ 的指针（可重指向、可为 null），而 C++ 的引用更像「对象的别名」，一旦绑定不可更改、永不独立存在。把这两个词的语义对齐，后面所有课程都顺。

先建立图像

内存就像一排带门牌号的储物柜：

地址    内容
0x1000  int score = 87        ← 变量 score 住在 0x1000
0x2000  0x1000                ← 指针 p 住在 0x2000，里面存的是 0x1000

int* p = &score;
   ↑      ↑
 类型    取地址运算符：拿到 score 的门牌号
 "指向 int 的指针"

*p        ← 解引用：顺着门牌号找到柜子里的东西（87）

引用则是另一回事：

int& r = score;   // r 不是新柜子，只是 score 的第二个名字

跟着做

步骤 1：取地址与解引用

新建 pointers.cpp：

#include <iostream>

int main() {
    int score = 87;
    int* p = &score;          // p 存的是 score 的地址

    std::cout << "score 的值:   " << score << "\n";
    std::cout << "score 的地址: " << &score << "\n";
    std::cout << "p 存的地址:   " << p << "\n";
    std::cout << "p 指向的值:   " << *p << "\n";

    *p = 95;                  // 通过指针修改 score
    std::cout << "改后 score:   " << score << "\n";   // 95
    return 0;
}

g++ -std=c++17 pointers.cpp -o pointers && ./pointers

输出（地址每次运行可能不同）：

score 的值:   87
score 的地址: 0x7ffd8c2a
p 存的地址:   0x7ffd8c2a
p 指向的值:   87
改后 score:   95

步骤 2：空指针与安全检查

指针可以「不指向任何东西」：

#include <iostream>

int* findScore(int* scores, int n, int target) {
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        if (scores[i] == target) return &scores[i];
    }
    return nullptr;           // 没找到，返回空指针。C++11 前写 NULL 或 0
}

int main() {
    int scores[] = {60, 87, 95};
    int* hit = findScore(scores, 3, 100);

    if (hit != nullptr) {     // 也可以写 if (hit)
        std::cout << "找到，值为 " << *hit << "\n";
    } else {
        std::cout << "未找到\n";
    }
    // 若不判空直接 *hit，就是对空地址解引用 → 段错误（Segmentation Fault）
    // 判题沙箱里用户程序崩溃，最常见的死法就是解引用空指针/野指针
    return 0;
}