指针与引用
初学者分析指针和引用最常用的方式是写一个swap函数，分析传值还是传址的交换。
普通变量交换
int main(int argc, const char * argv[]) {
int a = 1;
int b = 2;
printf("交换前:%d %d\n",a,b);
int temp = a;
a = b;
b = temp;
printf("交换后:%d %d\n",a,b);
}程序输出
交换前:1 2
交换后:2 1
这里没什么好分析的。
指针交换
正确交换：
int main(int argc, const char * argv[]) {
int a = 1;
int b = 2;
int* p = &a;
int* q = &b;
printf("交换前:%d %d\n",a,b);
printf("交换前:%d %d\n\n",*p,*q);
int* temp = p;
p = q;
q = temp;
printf("交换后:%d %d\n",a,b);
printf("交换前:%d %d\n",*p,*q);
}交换前:1 2
交换前:1 2交换后:1 2
交换后:2 1
现在就变得有意思了。最初p、q分别指向a和b的地址。表示p->a,q->b。经过交换之后，p->b,q->a。
错误交换：
int main(int argc, const char * argv[]) {
int a = 1;
int b = 2;
int* p = &a;
int* q = &b;
printf("交换前:%d %d\n",a,b);
printf("交换前:%d %d\n\n",*p,*q);
int* temp = p;
*p = *q;//注意这里的不同
q = temp;
printf("交换后:%d %d\n",a,b);
printf("交换后:%d %d\n",*p,*q);
}交换前:1 2
交换前:1 2
交换后:2 2
交换后:2 2
代码*p = *q等价于a=b。所以第一个会输出2 2。需要注意的是，此时p 和 q 依然指向不同的地址。执行完代码q = temp q 和p 指向相同的地址了。因为最初temp = p。
也有的人写成这样的交换方式：
//案例1
int temp = *p;
*p = *q;
*q = temp;
//案例2
int temp = *p;
p = q;
*q = temp;案例1
交换后:2 1
交换后:2 1
案例2 有
*q = temp
交换后:1 1
交换后:1 1
案例2 没有
*q = temp
交换后:1 2
交换后:2 2
关于案例1，等价于普通变量的交换。最终交换的是a 和 b的值。p和q的指针不变。案例2中，先给temp赋a 的值，再将p的指针指向q，最后修改q指向的值。得出最终结果p = q->b = a = 1。如果没有 *q = temp最终结果p = q->b = 2，a = 1
二重指针交换
正常交换
int main(int argc, const char * argv[]) {
int a = 1;
int b = 2;
int* p = &a;
int* q = &b;
int** pp = &p;
int** qq = &q;
printf("交换前:%d %d\n",a,b);
printf("交换前:%d %d\n",*p,*q);
printf("交换前:%d %d\n\n",**pp,**qq);
int** temp = pp;
pp = qq;
qq = temp;
printf("交换后:%d %d\n",a,b);
printf("交换后:%d %d\n",*p,*q);
printf("交换后:%d %d\n",**pp,**qq);
}交换前:1 2
交换前:1 2
交换前:1 2
交换后:1 2
交换后:1 2
交换后:2 1
简单分析：最初时，pp->p->a,qq->q->b。交换后：qq->p->a,pp->q->b。弄懂了二重指针的道理，之后遇到三重、四重指针时，可以递归分析。
错误交换
int main(int argc, const char * argv[]) {
int a = 1;
int b = 2;
int* p = &a;
int* q = &b;
int** pp = &p;
int** qq = &q;
printf("交换前:%d %d\n",a,b);
printf("交换前:%d %d\n",*p,*q);
printf("交换前:%d %d\n\n",**pp,**qq);
int** temp = pp;
**pp = **qq;//注意此处的不同
qq = temp;
printf("交换后:%d %d\n",a,b);
printf("交换后:%d %d\n",*p,*q);
printf("交换后:%d %d\n",**pp,**qq);
}交换后:2 2
交换后:2 2
交换后:2 2
之前也说过了，此处**pp = **qq相当于a = b所以pp->p->a = 2；qq->q->b = 2;因此输出全是2。执行qq = temp使得qq=pp->p->a = 2，并没有改变q->b = 2。
看到这里有没有晕？接下来举几个一定能让你晕的案例：
//案例1
int** temp = pp;
*pp = *qq;
qq = temp;
//案例2
int* temp = *pp;
**pp = **qq;
*qq = temp;
//案例3
int* temp = *pp;
*pp = *qq;
*qq = temp;
//案例4
int* temp = *pp;
pp = qq;
*qq = temp;
//案例5
int temp = **pp;
pp = qq;
**qq = temp;
//案例6
int temp = **pp;
*pp = *qq;
**qq = temp;
//案例7
int temp = **pp;
**pp = **qq;
**qq = temp;加上之前的两个，这里包含了二重指针置换的所有的可能的写法。
案例1
交换后:1 2
交换后:2 2
交换后:2 2
执行*pp = *qq，pp->p=q->b=2,qq->q->b=2。执行qq = temp，qq=pp->p=q->b=2。而此时a=1，b=2不变。
案例2
交换后:2 2
交换后:2 2
交换后:2 2
执行**pp = **qq，pp->p->a=b=2,qq->q->b=2。执行 *qq = temp，pp->p->a=b=2,qq->q=p->a=2。分析这里时，可将**pp = **qq等价成a = b而*qq = temp等价成q = temp = p。
案例3
交换后:1 2
交换后:2 1
交换后:2 1
用通俗的话讲，这里交换的是p和q 两个指针（等价于一重指针的正确案例）。pp->p->b = 2,qq->q->a = 1;
案例4
交换后:1 2
交换后:1 1
交换后:1 1
执行pp = qq，pp=qq->q->b=2,p->a=1。执行 *qq = temp,等价于q = p,所以pp=qq->q=p->a=1，b=2。
案例5
交换后:1 1
交换后:1 1
交换后:1 1
执行pp = qq,pp=qq->q->b=2,p->a=1。执行**qq = temp等价于**qq = **pp，b = a，因此pp=qq->q->b=a = 1,p->a=1
案例6
交换后:1 1
交换后:1 1
交换后:1 1
执行*pp = *qq，等价于p = q，pp->p=q->b=2,qq->q->b=2,a=1。执行**qq = temp，pp->p=q->b=a=1,qq->q->b=a=1。
案例7
交换后:2 1
交换后:2 1
交换后:2 1
一句话的总结就是：交换了a和b。pp->p->a = 2,qq->q->b = 1。
引用交换
引用是C++中才有的概念，因此在c文件中测试如下代码，会在编译时候产生语法错误。需要创建cpp文件测试。
int main(int argc, const char * argv[]) {
int a = 1;
int b = 2;
int& r = a;
int& s = b;
printf("交换前:%d %d\n",a,b);
printf("交换前:%d %d\n\n",r,s);
int& temp = r;
r = s;
s = temp;
printf("交换后:%d %d\n",a,b);
printf("交换后:%d %d\n",r,s);
}交换前:1 2
交换前:1 2交换后:2 2
交换后:2 2
运行后发现，这里并没有起到交换的作用。究其原因，定义temp 引用时，temp 和 r指向内存中同一块，也就是a所在的内存。引用之间只能够传值（指针之间可以传止，如p = q使 p=q->b=2，a=1），r = s = b = 2，于是temp = 2，a = 2。s = temp = 2。
正确的交换应当是
int temp = r;//注意这里的不同
r = s;
s = temp;这样就得到了预期的运行结果。啊哦……
交换前:1 2
交换前:1 2交换后:2 1
交换后:2 1
函数交换
/**
* 普通交换
*/
void swap(int a,int b){
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
int a = 1;
int b = 2;
swap(a, b);
printf("交换前:%d %d\n\n",a,b);
printf("交换后:%d %d\n",a,b);
}交换前:1 2
交换后:1 2
swap 函数中的a、b是形参，main函数中，传入的是a、b 的值，所以在swap函数中交换的是形参a、b的值，不影响main函数中a、b的值。
/**
* 指针交换
*/
void swapP(int *a,int *b){
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
int a = 1;
int b = 2;
int* p = &a;
int* q = &b;
printf("交换前:%d %d\n",a,b);
printf("交换前:%d %d\n\n",*p,*q);
swapP(&a, &b);
// swapP(p, q);//等价上句
printf("交换后:%d %d\n",a,b);
printf("交换后:%d %d\n\n",*p,*q);
}交换前:1 2
交换前:1 2交换后:2 1
交换后:2 1
swapP函数两个参数都是指针类型，接收main函数中的指针p或a的地址（指针p 指向a的地址，同理b），因此在swap中交换的依然是a和b的值，不改变main函数中p->a,q->b。
错误交换示例：
/**
* 指针交换
*/
void swapP(int *a,int *b){
int* temp = a;
a = b;
b = temp;
}交换前:1 2
交换前:1 2交换后:1 2
交换后:1 2
这里是对指针指向的地址进行交换，而这里的指针依然是形参，交换后的值不改变main函数中的p、q。
/**
* 二重指针交换
*/
void swapPP(int** pp,int **qq){
int* temp = *pp;
*pp = *qq;
*qq = temp;
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
int a = 1;
int b = 2;
int* p = &a;
int* q = &b;
int** pp = &p;
int** qq = &q;
printf("交换前:%d %d\n",a,b);
printf("交换前:%d %d\n",*p,*q);
printf("交换前:%d %d\n\n",**pp,**qq);
swapPP(pp, qq);
// swapPP(&p, &q);//等价上句
printf("交换后:%d %d\n",a,b);
printf("交换后:%d %d\n",*p,*q);
printf("交换后:%d %d\n\n",**pp,**qq);
}交换前:1 2
交换前:1 2
交换前:1 2交换后:1 2
交换后:2 1
交换后:2 1
交换前：pp->p->a = 1,qq->q->b = 2;
交换后：pp->p->b = 2,qq->q->a = 1;换句话说，交换了p和q指向的地址。
错误交换示例：
/**
* 二重指针交换
*/
void swapPP1(int** pp,int **qq){
int** temp = pp;
pp = qq;
qq = temp;
}交换前:1 2
交换前:1 2
交换前:1 2交换后:1 2
交换后:1 2
交换后:1 2
原理同一重指针的错误交换示例。
/**
* 引用交换
*/
void swapR(int& a,int& b){
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
int a = 1;
int b = 2;
int& r = a;
int& s = b;
printf("交换前:%d %d\n",a,b);
printf("交换前:%d %d\n\n",r,s);
swapR(r,s);
// swapR(a,b);//等价上句
printf("交换后:%d %d\n",a,b);
printf("交换后:%d %d\n",r,s);
}交换前:1 2
交换前:1 2交换后:2 1
交换后:2 1
原理同一重指针的正确交换。这里传入的是a、b的地址。
总结
正确的交换代码片段：
int temp = a;
a = b;
b = temp; int* temp = p;
p = q;
q = temp; int** temp = pp;
pp = qq;
qq = temp; int* temp = *pp;
*pp = *qq;
*qq = temp; int temp = r;
r = s;
s = temp;注意二重指针的两种交换，在函数中只有一种是有效的
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