基础议题

Basics

基础议题。是的，pointers（指针）、references（引用）、casts（类型转换）、arrays（数组）、constructors（构造函数）--再没有比这些更基础的议题了。几乎最简单的C++(www.cppentry.com) 程序也会用到其中大部分特性，而许多程序会用到上述所有特性。

尽管你可能已经十分熟悉语言的这一部分，但有时候它们还是会令你吃惊。特别是对那些从C 转战到C++(www.cppentry.com) 的程序员，因为references，dynamic casts，default constructors 及其他non-C性质背后的观念，往往带有一股黝黯阴郁的色彩。

这一章描述 pointers 和 references 的差异，并告诉你它们的适当使用时机。本章介绍新的C++(www.cppentry.com) 转型（casts）语法，并解释为什么新式转型法比旧式的C 转型法优越。本章也检验了C的数组概念及 C++(www.cppentry.com) 的多态（polymorphism）概念，并说明为什么将这两者混用是不智之举。最后，本章讨论 default constructors（默认构造函数）的正方和反方意见，并提出一些建议做法，让你回避语言的束缚（因为在你不需要default constructors 的情况下，C++(www.cppentry.com) 也会给你一个）。

只要留心下面各条款的各项忠告，你将向着一个很好的目标迈进：你所编写的软件可以清楚而正确地表现出你的设计意图。

条款1：仔细区别pointers和references

Pointers 和 references 看起来很不一样（pointers 使用"*"和"->"操作符，references则使用"."），但它们似乎做类似的事情。不论 pointers 或是 references 都使你得间接参考其他对象。那么，何时使用哪一个？你心中可有一把尺？

首先你必须认知一点，没有所谓的 null reference。一个 reference 必须总代表某个对象。所以如果你有一个变量，其目的是用来指向（代表）另一个对象，但是也有可能它不指向（代表）任何对象，那么你应该使用pointer，因为你可以将pointer 设为 null。换个角度看，如果这个变量总是必须代表一个对象，也就是说如果你的设计并不允许这个变量为 null，那么你应该使用 reference。

"但是等等"你说，"下面这样的东西，底层意义是什么呢？"

char *pc = 0;       // 将 pointer 设定为 null。  
char& rc = *pc;     // 让 reference 代表 null pointer 的解引值。 

哦，这是有害的行为，其结果不可预期（C++(www.cppentry.com) 对此没有定义），编译器可以产生任何可能的输出，而写出这种代码的人，应该与大众隔离，直到他们允诺不再有类似行为。如果你在你的软件中还需担心这类事情，我建议你还是完全不要使用 references 的好，要不就是另请一个比较高明的程序员来负责这类事情。从现在起，我们将永远不再考虑"reference 成为 null"的可能性。

由于 reference 一定得代表某个对象，C++(www.cppentry.com) 因此要求 references 必须有初值：

string& rs;                 // 错误！references 必须被初始化。  
string s("xyzzy");  
string& rs = s;             // 没问题，rs 指向 s。 

但是 pointers 就没有这样的限制：

string *ps;             // 未初始化的指针，有效，但风险高。 

"没有所谓的 null reference"这个事实意味使用 references 可能会比使用 pointers 更富效率。这是因为使用 reference 之前不需要测试其有效性：

void printDouble(const double& rd)  
{  
    cout << rd;     // 不需要测试 rd，它一定代表某个 double。  
} 

如果使用 pointers，通常就得测试它是否为 null：

void printDouble(const double *pd)  
{  
  if (pd) {       // 检查是否为 null pointer。  
    cout << *pd;  
  }  
} 

Pointers 和 references 之间的另一个重要差异就是，pointers 可以被重新赋值，指向另一个对象，reference 却总是指向（代表）它最初获得的那个对象：

string s1("Nancy");  
string s2("Clancy");  
 
string& rs = s1;            // rs 代表 s1。  
string *ps = &s1;           // ps 指向 s1。  
rs = s2;                    // rs 仍然代表 s1，  
                            // 但是 s1 的值现在变成了"Clancy"。  
ps = &s2;                   // ps 现在指向 s2，  
                            // s1 没有变化。 

一般而言，当你需要考虑"不指向任何对象"的可能性时，或是考虑"在不同时间指向不同对象"的能力时，你就应该采用 pointer。前一种情况你可以将 pointer 设为 null，后一种情况你可以改变 pointer 所指对象。而当你确定"总是会代表某个对象"，而且"一旦代表了该对象就不能够再改变"，那么你应该选用 reference。

还有其他情况也需要使用 reference，例如当你实现某些操作符的时候。最常见的例子就是 operator[]。这个操作符很特别地必须返回某种"能够被当做 assignment 赋值对象"的东西：

vector<int> v(10);   // 产生一个 int vector，大小为 10。  
                        // vector 是 C++(www.cppentry.com) 标准程序库（见条款 35）  
                        // 提供的一个 template。  
v[5] = 10;              // assignment 的赋
值对象是 operator[] 的返回值。 

如果 operator[] 返回 pointer，上述最后一个语句就必须写成这样子：

*v[5] = 10; 

但这使v 看起来好像是个以指针形成的 vector，事实上它不是。为了这个因素，你应该总是令 operator[] 返回一个 reference。条款30 有一个例外，十分有趣。

因此，让我做下结论：当你知道你需要指向某个东西，而且绝不会改变指向其他东西，或是当你实现一个操作符而其语法需求无法由 pointers 达成，你就应该选择 references。任何其他时候，请采用 pointers。