地址，指针和引用的表现形式

1 必要知识

地址：只有变量才有地址，常量没有地址，除了const定义的伪常量。

指针（TYPE *）：任何数据类型都可以定义指针，指针本身也是一种数据类型。由于指针保存的都是地址（32位操作系统下，地址为32位），所以无论什么类型的指针都占据4字节空间。

引用（TYPE&）：在C++中不能单独定义，定义就要初始化，是一个变量的别名。

2.指针的工作方式

2.1 指针寻址

因为指针只保存首地址，使用类型修饰符修饰指针（TYPE *），能够解释这个地址中的数据类型，数据类型不同，占用的空间就不同。

举例说明：

#include <iostream>

#pragma warning(disable:4996)

using namespace std;

int main()
{
    int Value = 0x12345678;
    int* iptr = &Value;
    char* cptr = (char*)& Value;
    short* sptr = (short*)& Value;

    printf("%08x
", *iptr);
    printf("%08x
", *cptr);
    printf("%08x
", *sptr);

    system("PAUSE");
    return 0;
}

数据在内存中的存储为"78 56 34 12"，"78"为首地址，

指针iptr为int型指针，以int类型（4字节大小）对地址进行解释，以小端方式取出数据，"12345678"。指针cptr类似原理，取出1字节数据，"78"。指针sptr取出两字节数据，"5678"。

同理，可以推理指针加法的工作方式。

举例说明

#include <iostream>

#pragma warning(disable:4996)

using namespace std;

int main()
{
    int Value = 0x12345678;
    int* iptr = &Value;
    char* cptr = (char*)& Value;
    short* sptr = (short*)& Value;

    printf("%08x
", *iptr);
    printf("%08x
", *cptr);
    printf("%08x
", *sptr);
    printf("
");
    iptr += 1;
    cptr += 1;
    sptr += 1;
    printf("%08x
", *iptr);
    printf("%08x
", *cptr);
    printf("%08x
", *sptr);

    system("PAUSE");
    return 0;
}

    iptr += 1;
00735096  add         eax,4  
00735099  mov         dword ptr [ebp-18h],eax  
    cptr += 1;
0073509C  mov         eax,dword ptr [ebp-24h]  
0073509F  add         eax,1  
007350A2  mov         dword ptr [ebp-24h],eax  
    sptr += 1;
007350A5  mov         eax,dword ptr [ebp-30h]  
007350A8  add         eax,2  
007350AB  mov         dword ptr [ebp-30h],eax

通过汇编代码可以看出，指针加法也是根据指针类型进行解释。

iptr+=1，向后推移4字节后，再以int型解释地址，输出数据。

cptr+=，向后推移1字节后（首地址变成"56"），再以char型解释地址，取1字节数据，输出"56"。

sptr类似... ...

3.引用

引用实际上是C++为了简化指针操作，对指针进行了封装，让使用者看不到存放地址的内存空间。

举例说明

int main()
{
    int num = 0x12345678;

    int* iptr = #
    int& iref = num;

    return 0;
}

汇编代码

int main()
{
00C016F0  push        ebp  
00C016F1  mov         ebp,esp  
00C016F3  sub         esp,0E8h  
00C016F9  push        ebx  
00C016FA  push        esi  
00C016FB  push        edi  
00C016FC  lea         edi,[ebp+FFFFFF18h]  
00C01702  mov         ecx,3Ah  
00C01707  mov         eax,0CCCCCCCCh  
00C0170C  rep stos    dword ptr es:[edi]  
00C0170E  mov         eax,dword ptr ds:[00C0A004h]  
00C01713  xor         eax,ebp  
00C01715  mov         dword ptr [ebp-4],eax  
00C01718  mov         ecx,0C0C000h  
00C0171D  call        00C011FE  
    int num = 0x12345678;
00C01722  mov         dword ptr [ebp-0Ch],12345678h  

    int* iptr = #
00C01729  lea         eax,[ebp-0Ch]  
00C0172C  mov         dword ptr [ebp-18h],eax  
    int& iref = num;
00C0172F  lea         eax,[ebp-0Ch]  
00C01732  mov         dword ptr [ebp-24h],eax  

    return 0;
00C01735  xor         eax,eax  
}

4.常量

常量数据在程序运行之前就已经存在了。可以使用#define或者const来定义常量。

举例说明

int main()
{
    const char* str = "Reverse!";

    return 0;
}

#define是一个真常量，而const是由编译器判断实现的常量，是一个假常量。在编译器进行检查时，发现const定义的变量一个常量值，会将程序中所有该变量替换为常量值。

举例说明

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    const int num = 0x12345678;

    int* ptr = (int*)& num;

    *ptr = 0x2;

    int count = num;

    printf("%08x
", num);
    printf("%08x
", *ptr);

    system("PAUSE");
    return 0;
}

由于编译器提前替换了num,所以我们在改变常量值后输出num依然是更改前的值，而ptr指向的是现在内存中的常量值。