在C++编程中，指针和引用是两个非常强大的特性，它们允许程序员直接操作内存地址。然而，正确理解并使用指针和引用的高级形式，如指针到指针（ptr-to-ptr）和引用到指针（ref-to-ptr），对于编写高效且可维护的代码至关重要。本文将详细探讨这些概念，并提供实例代码，帮助读者更好地理解它们在函数中传递指针时的重要性。
当通过指针传递参数给函数时，实际上传递的是指针的副本。这意味着，如果函数内部修改了指针，那么修改的只是指针的副本，原始指针并不会受到影响。这在某些情况下会导致问题。以下是一个C++示例，展示了这种行为：
int g_n = 42;
void example_ptr() {
int n = 23;
int *pn = &n
std::cout << "example_ptr()" << std::endl;
std::cout << "Before :" << *pn << std::endl; // 显示 23
func_ptr(pn);
std::cout << "After :" << *pn << std::endl; // 显示 23
}
void func_ptr(int *pp) {
pp = &g_n;
}
在这个例子中，尽管函数func_ptr修改了指针pp，但原始指针pn并没有改变。这是因为pp只是pn的一个副本。
指针到指针允许在函数内部修改指针的地址。以下是如何使用指针到指针参数调用函数的示例：
int g_n = 42;
void example_ptr_to_ptr() {
int n = 23;
int *pn = &n
std::cout << "example_ptr_to_ptr()" << std::endl;
std::cout << "Before :" << *pn << std::endl; // 显示 23
func_ptr_to_ptr(&pn);
std::cout << "After :" << *pn << std::endl; // 显示 42
}
void func_ptr_to_ptr(int **pp) {
*pp = &g_n;
}
在这个例子中，函数func_ptr_to_ptr通过指针到指针参数修改了指针pn的地址，从而使得pn指向了全局变量g_n。
引用到指针是C++特有的语法，它允许通过引用直接修改指针。以下是如何使用引用到指针参数调用函数的示例：
int g_n = 42;
void example_ref_to_ptr() {
int n = 23;
int *pn = &n
std::cout << "example_ref_to_ptr()" << std::endl;
std::cout << "Before :" << *pn << std::endl; // 显示 23
func_ref_to_ptr(pn);
std::cout << "After :" << *pn << std::endl; // 显示 42
}
void func_ref_to_ptr(int *&pp) {
pp = &g_n;
}
在这个例子中，函数func_ref_to_ptr通过引用到指针参数直接修改了指针pn，使其指向了全局变量g_n。
另一种修改指针的方法是直接在函数中返回新的指针。以下是如何实现的示例：
int g_n = 42;
void example_ret_ptr() {
int n = 23;
int *pn = &n
std::cout << "example_ret_ptr()" << std::endl;
std::cout << "Before :" << *pn << std::endl; // 显示 23
pn = func_ret_ptr();
std::cout << "After :" << *pn << std::endl; // 显示 42
}
int *func_ret_ptr() {
return &g_n;
}
在这个例子中，函数func_ret_ptr返回了全局变量g_n的地址，然后在函数example_ret_ptr中，将指针pn更新为这个新地址。
与返回指针类似，也可以通过返回引用来修改指针。以下是如何实现的示例：
int g_n = 42;
void example_ret_ref() {
int n = 23;
int *pn = &n
std::cout << "example_ret_ref()" << std::endl;
std::cout << "Before :" << *pn << std::endl; // 显示 23
pn = &func_ret_ref();
std::cout << "After :" << *pn << std::endl; // 显示 42
}
int& func_ret_ref() {
return g_n;
}
在这个例子中，函数func_ret_ref返回了全局变量g_n的引用，然后在函数example_ret_ref中，将指针pn更新为这个引用。
指针到指针和引用到指针都可以用于修改指针，但它们之间并没有明显的优劣之分。选择使用哪一种通常取决于个人偏好。有些程序员认为引用到指针的语法更“干净”，而有些程序员则认为指针到指针的语法更清晰。
不要将所有的指针到指针参数都视为纯粹的指针到指针。例如，有些人会将int main(int argc, char *argv[])误写为int main(int argc, char **argv)，但实际上**argv是一个指针数组。在使用指针到指针参数时，一定要先查阅库文档。
void test(int *& rpInt) {
std::cout << "type of *&rpInt: " << typeid(rpInt).name() << std::endl;
// 将显示 int *
}