指標 (Pointer)
指標 (Pointer) 與相關運算子
一個變數除了對應一種資料型態、一個值，還對應了一個位址（儲存該變數的記憶體位置）。要知道一個變數的位置，可以用傳址運算子 & ，並附值給一個變數，存放位置的變數稱為「指標」。
在變數前面加上 * ，就成為指標，注意 * 要放在每個變數之前，指標不必在宣告時賦值。
指標有維度的概念，一維指標存放一般變數之位置，二維指標存放一維指標之位置，以此類推。
利用間接運算子 * ，透過指標間接操作變數。
* 的不同功能
下面範例程式碼有兩次出現 *ptr ，但意義不同。
第一次出現是用來宣告 ptr 是（一維）指標。
後面出現的都是透過 ptr 指標操作 a 。
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13 | int *a, b; // 只有 a 是指標。
int val = 5;
int *ptr = &val; // 一維指標 ptr
int **ptr2 = &ptr; // 二維指標 ptr2
// 記憶體為動態配置，每次跑出的答案不盡相同。
// 輸出為一個 16 進位的數字，開頭為 `0x` （代表 16 進位）。
cout << ptr << '\n';
cout << (*ptr) << ' ' << val << '\n';
++(*ptr);
cout << (*ptr) << ' ' << val << '\n';
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指標有以下優點：
- 傳遞參數時，不會複製參數，降低記憶體使用量。
- 在執行程式時，記憶體是我們所需考量的點之一，任何變數可能會在任何時刻，成為不需要的資訊，成動態記憶體可在程式執行過程添加或刪除任何記憶體，減少記憶體資源。
- 相較陣列，指標可以簡潔地表示各種圖、樹等非線性資料結構，降低維護成本。
參考 (Reference)
參考代表一個變數的別名，可直接取得變數的位址，並間接透過參考別名來操作物件，作用類似於指標，但不必使用指標語法，也就是不必使用 * 運算子來操作變數。
參考必須在宣告時設初始值。
| int a = 5;
int &r = a;
++r;
cout << r << '\n'; // 5
int &r2; // Complier error
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參考有以下優點：
- 傳遞參數時，不會複製參數，降低記憶體使用量。
- 可取代太長的變數（如：
a[x][y][z] )，增加可讀性。
函式傳入參數
函式傳入的參數，可以是一般、指標或是參考型態，以下以 Swap 來介紹：
Call by value：傳入的變數為一般型態，會 "複製" 一份到函式，原本的變數不會有任何改變。
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16 | void swap(int x, int y)
{
cout << x << ' ' << y << '\n'; // 1 2
int t = x;
x = y;
y = t;
cout << x << ' ' << y << '\n'; // 2 1
}
int main()
{
int a = 1, b = 2;
cout << a << ' ' << b << '\n'; // 1 2
swap(a, b);
cout << a << ' ' << b << '\n'; // 1 2
}
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Call by address (value of pointer)：傳入的變數為指標型態，函式內的變數改變，是對記憶體操作，所以原本的數字也會跟著改變。
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16 | void swap(int *x, int *y)
{
cout << *x << ' ' << *y << '\n'; // 1 2
int t = *x;
*x = *y;
*y = t;
cout << *x << ' ' << *y << '\n'; // 2 1
}
int main()
{
int a = 1, b = 2;
cout << a << ' ' << b << '\n'; // 1 2
swap(&a, &b);
cout << a << ' ' << b << '\n'; // 2 1
}
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Call by reference：傳入的變數為參考型態，函數內的變數是原本變數的分身，所以函數內變數改變時，原本變數也會跟者改變。
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16 | void swap(int &x, int &y)
{
cout << x << ' ' << y << '\n'; // 1 2
int t = x;
x = y;
y = t;
cout << x << ' ' << y << '\n'; // 2 1
}
int main()
{
int a = 1, b = 2;
cout << a << ' ' << b << '\n'; // 1 2
swap(a, b);
cout << a << ' ' << b << '\n'; // 2 1
}
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