C++取地址運算符：&的使用方法

一、基礎概念

&是一種一元運算符，用於得到一個對象的內存地址。在C和C++中，變數都有一個唯一的地址，其中包含變數的值和類型信息。&運算符返回的值是一個指向該地址的指針。

int a = 10;
int* p = &a; //將指針p指向a的地址

可以使用sizeof操作符來獲取一個變數佔用的內存大小，可以使用&運算符和指針來修改或訪問一個變數的值。

二、指針與引用

在C++中，使用指針和引用都可以訪問和修改變數的值。

指針是一個指向其他對象的對象，它可以被賦值為另一個指針或者NULL，也可以通過指針訪問或者修改它所指向的對象。使用指針需要注意空指針的問題。

int a = 10;
int* p = &a;
int* q = nullptr;

if(p != nullptr){
  *p = 20;
}

if(q == nullptr){
  std::cout << "q is a null pointer." << std::endl;
}

引用是一個對象的別名，它可以被賦值為另一個引用或對象，也可以通過引用訪問或者修改它所指向的對象。引用在定義時必須進行初始化，且引用在初始化後不能再改變其值。使用引用需要注意避免空引用和野指針。

int a = 10;
int& r = a;

r = 20;

std::cout << a << std::endl; //輸出20

三、函數參數中的&

在函數參數中使用&時，表示該參數是一個引用類型，它可以直接修改函數外部的變數的值。

void addOne(int& n){
  n += 1;
}

int a = 10;
addOne(a);

std::cout << a << std::endl; //輸出11

當在函數參數中使用const關鍵字與&符號一起使用時，表示該參數是一個常量引用，它可以參與到函數的計算過程中，但是不能被改變。

void print(const int& n){
  std::cout << n << std::endl;
}

int a = 10;
print(a);

const int b = 20;
print(b);

四、數組與指針

指針可以用來存儲數組的地址，也可以通過指針來訪問和修改數組元素的值。

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int* p = a;

for(int i = 0; i < 5; i++){
  std::cout << *(p + i) << std::endl;
}

C++14中引入了一個新特性，即使用&運算符來獲取數組的地址，因此在C++14及以後的版本中，可以直接使用&a來獲取數組的地址。

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int* p = a; //等價於 int* p = &a[0];

for(int i = 0; i < 5; i++){
  std::cout << *(p + i) << std::endl;
}

五、結構體與類

結構體和類是C++中自定義類型的兩種方式，也可以使用指針來訪問和修改它們的成員變數。

struct Student{
  std::string name;
  int age;
};

Student s = {"Tom", 20};
Student* p = &s;

p->name = "Jerry";
p->age = 21;

std::cout << s.name << ", " << s.age << std::endl; //輸出Jerry, 21

六、總結

&運算符可以用於獲取一個對象的內存地址，包括基本類型、數組、結構體和類等自定義類型。在C++中，指針和引用都可以用來修改變數的值，但是需要注意空指針、空引用和野指針的問題。在函數參數中使用&時，可以直接修改函數外部的變數的值。在訪問數組時，可以使用&a來獲取數組的地址，並使用指針來訪問和修改數組元素的值。結構體和類也可以使用指針來訪問和修改它們的成員變數。