【基础知识】c指针、c++引用、java引用对比

简介: 【基础知识】c指针、c++引用、java引用对比

【基础知识】c指针、c++引用、java引用对比

01.为什么要探究c指针、c++引用、java引用?

对于java引用来说 它没有c/c++那样可以直接操作底层内存地址的能力,但并不代表它不重要,事实上java中有事需要理解某个概念的情况下 不懂java引用 会理解的很不清楚。

02.要探究的例子

这个例子很简单就是交换两个字符,我们分别用java引用,c++引用实现,最终我们用c语言分别把他们的等效写法 写一下 最终实现对比c指针 c++引用 java引用的目的。

c++引用

#include<iostream>
using namespace std;

void test(char &a,char &b){
    char temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
int main(){
    char a='a';
    char b='b';
    cout<<a<<" "<<b<<endl;
    test(a,b);
    cout<<a<<" "<<b<<endl;
    return 0;
}

结果

a b
b a

很符合直觉

java引用

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        StringBuilder a = new StringBuilder("a");
        StringBuilder b = new StringBuilder("b");
        System.out.println(a+" "+b);
        test3(a,b);
        System.out.println(a+" "+b);

    }
    static void test3(StringBuilder a,StringBuilder b){
        StringBuilder temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }
}

结果

a b
a b

可以看出交换失败

注意:这里我们使用的是StringBuilder而不使用String的原因是,StringBuilder是可变类型 而 String为不可变类型,对于不可变类型来说 形参与实参没有联系 这个程序一定为 a b,a b,达不到探究的目的,故我们这里使用的是StringBuilder为可变类型 凭我们对于c++引用的理解 这个结果 应该是a b,b a 但事实确不是这样,这就是我们要探究的。

03.用c指针来解释上述两种情况

c++引用的本质

两个重要概念:指针常量与常量指针,指针常量是指地址一旦确定便不可以再改变 但地址指向的内存空间的值可以改变,常量指针是值地址可以改变 但地址 指向的内存空间的值不能改变。==c++引用的本质就是指针常量==

指针常量与常量指针

#include<stdio.h>
int main()
{
//int const *a; 从左往右读,常量指针,地址可以改变,但
//地址内的值不可以改变
    int const *a;
    int b=10;
    int c=20;
    a=&b;
    printf("地址:%p  值:%d\n",a,*a);
    a=&c;
    //*a=20;//错误写法
    printf("地址:%p  值:%d\n",a,*a);
    
    
//int *const aa=&bb; 从左往右读,读作指针常量,地址一旦确定
//便不可以改变,地址内的值可以改变
//必须进行初始化赋地址,而不能另外赋地址
    int bb=10;
    int cc=20;
    int *const aa=&bb;
    printf("地址:%p  值:%d\n",aa,*aa);
    *aa=cc;
    //a=&c;//错误写法
      printf("地址:%p  值:%d\n",aa,*aa);

    return 0;
}

结果

地址:000000000062FE04 值:10
地址:000000000062FE00 值:20
地址:000000000062FDFC 值:10
地址:000000000062FDFC 值:20

前两个数据是常量指针的结果,可能会有人想 常量指针不是值不能变吗?但这里为什么变了,其实常量指针值不能变的含义是:当前地址 指向的内存空间中 存放的值不能变,但是我们改变地址 地址指向的内存空间就变了 当然值就变了。

有c指针解释上述c++代码

# include<iostream>
using namespace std;
void test(char &a,char &b){
    char temp;
    temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

void test1(char *const c,char *const d){
    char temp;
    temp = *c;
    *c = *d;
    *d = temp;
}
int main(){
    char a='a';
    char b='b';
    cout<<"引用前:"<<a<<" "<<b<<endl;
    test(a,b);
    cout<<"引用后:"<<a<<" "<<b<<endl;
    
    char *const c=&a;
    char *const d=&b;
    cout<<"指针常量前:"<<*c<<" "<<*d<<endl;
    test1(c,d);
    cout<<"指针常量后:"<<*c<<" "<<*d<<endl;
    
    return 0;
}

结果

引用前:a b
引用后:b a
指针常量前:b a
指针常量后:a b

这就是c++引用的等效代码

java引用的本质

# include<iostream>
using namespace std;

void test(char * e,char * f){
    char * temp;
    temp = e;
    e = f;
    f = temp;
}
int main(){
    char a='a';
    char b='b';
    char *e=&a;
    char *f=&b;
    cout<<"指针前:"<<*e<<" "<<*f<<endl;
    test2(e,f);
    cout<<"指针后:"<<*e<<" "<<*f<<endl;
    
    return 0;
}

结果

指针前:a b
指针后:a b

解释

这个c指针代码就是java引用的本质,通过这个例子我们可以看出java可变类型引用的特点:只是地址值之间的转换 本质还是形参之间的值传递 与 实参毫无关系,只有改变的是地址指向的内存空间的值时形参和实参才有联系 因为实参和形参的地址相同,但是如果形参进行地址的改变 则此时 形参地址 与 实参地址 不同 所以此时毫无关系。

java引用的本质是==值传递==,无论是传可变类型 还是 不可变类型,形参引用都是值传递,只不过前者是 地址”值“ 后者是 值本身,这个概念非常重要。

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