除了语法糖，引用是常量指针（而不是指向常量的指针）。在声明引用变量时，必须确定它所指的内容，以后不能更改它。

更新：现在我再考虑一下，有一个重要的区别。

常量指针的目标可以通过获取其地址并使用常量转换来替换。

引用的目标不能以UB以外的任何方式替换。

这应该允许编译器对引用进行更多优化。

可以重新分配指针：int x=5；整数y=6；int*p；p＝&x；p=&y；*p=10；断言（x==5）；断言（y==10）；引用不能重新绑定，必须在初始化时绑定：int x=5；整数y=6；整数&q；//错误int&r=x；指针变量有它自己的标识：一个独特的、可见的内存地址，可以用一元&运算符获取，还有一定的空间，可以用sizeof运算符测量。对引用使用这些运算符将返回与引用绑定到的任何对象相对应的值；引用自身的地址和大小是不可见的。由于引用以这种方式假定原始变量的身份，因此可以方便地将引用视为同一变量的另一个名称。int x=0；int&r=x；int*p=&x；int*p2=&r；断言（p==p2）；//&x==&r断言（&p！=&p2）；可以将任意嵌套的指针指向提供额外间接级别的指针。引用仅提供一个间接级别。int x=0；整数y=0；int*p=&x；int*q=&y；int**pp=&p；**pp=2；pp=&q；//*pp现在是q**pp=4；断言（y==4）；断言（x==2）；指针可以指定为nullptr，而引用必须绑定到现有对象。如果您足够努力，您可以将引用绑定到nullptr，但这是未定义的，并且行为不一致。/*以下代码未定义；你的编译器可以优化它*不同的是，发出警告，或者干脆拒绝编译*/int&r=*static_cast<int*>（nullptr）；//在GCC 10下打印“空”标准：：cout<<（&r！=空指针? “not null”：“null”）<<std:：endl；bool f（int&r）｛return&r！=nullptr；｝//根据GCC 10打印“非空”标准：：cout<<（f（*static_cast<int*>（nullptr））? “not null”：“null”）<<std:：endl；但是，可以引用值为nullptr的指针。指针可以遍历数组；您可以使用++转到指针指向的下一个项目，使用+4转到第五个元素。这与指针指向的对象的大小无关。指针需要用*解引用以访问它指向的内存位置，而引用可以直接使用。指向类/结构的指针使用->访问其成员，而引用使用。。引用不能放入数组，而指针可以（由用户@litb提及）Const引用可以绑定到临时项。指针不能（不是没有间接指向）：常量int&x=int（12）；//法定C++int*y=&int（12）；//取临时地址是非法的。这使得const&更便于在参数列表等中使用。

引用永远不能为NULL。

与流行观点相反，引用可能为NULL。

int * p = NULL;
int & r = *p;
r = 1;  // crash! (if you're lucky)

当然，使用引用要困难得多，但如果你管理它，你会为了找到它而绞尽脑汁。引用在C++中并不安全！

从技术上讲，这是一个无效引用，而不是空引用。C++不支持在其他语言中可能会发现的空引用作为概念。还有其他类型的无效引用。任何无效引用都会引发未定义行为的幽灵，就像使用无效指针一样。

实际错误是在分配给引用之前取消引用NULL指针。但我不知道任何编译器会在这种情况下生成任何错误——错误会传播到代码中更远的地方。这就是这个问题如此阴险的原因。大多数情况下，如果取消引用NULL指针，就会在该位置崩溃，而且不需要太多调试就可以解决问题。

我上面的例子简短而做作。这是一个更真实的例子。

class MyClass
{
    ...
    virtual void DoSomething(int,int,int,int,int);
};

void Foo(const MyClass & bar)
{
    ...
    bar.DoSomething(i1,i2,i3,i4,i5);  // crash occurs here due to memory access violation - obvious why?
}

MyClass * GetInstance()
{
    if (somecondition)
        return NULL;
    ...
}

MyClass * p = GetInstance();
Foo(*p);

我想重申，获得空引用的唯一方法是通过格式错误的代码，一旦获得了它，就会得到未定义的行为。检查空引用是没有意义的；例如，您可以尝试如果（&bar==NULL）。。。但是编译器可能会优化不存在的语句！有效引用永远不能为NULL，因此从编译器的角度来看，比较总是错误的，并且可以自由地将if子句作为死代码来消除-这是未定义行为的本质。

避免麻烦的正确方法是避免取消引用NULL指针来创建引用。这里有一种自动化的方法来实现这一点。

template<typename T>
T& deref(T* p)
{
    if (p == NULL)
        throw std::invalid_argument(std::string("NULL reference"));
    return *p;
}

MyClass * p = GetInstance();
Foo(deref(p));

要从具有更好写作技巧的人那里了解这个问题，请参阅Jim Hyslop和Herb Sutter的空引用。

有关取消引用空指针的危险的另一个示例，请参见Raymond Chen在尝试将代码移植到另一个平台时暴露未定义的行为。

如果你真的想变得迂腐，有一件事你可以用指针做，但不能用指针做：延长临时对象的生命周期。在C++中，如果将常量引用绑定到临时对象，则该对象的生存期将变为引用的生存期。

std::string s1 = "123";
std::string s2 = "456";

std::string s3_copy = s1 + s2;
const std::string& s3_reference = s1 + s2;

在本例中，s3_copy复制连接后的临时对象。而s3_reference本质上成为临时对象。它实际上是对临时对象的引用，该对象现在与引用具有相同的生存期。

如果您尝试在没有常量的情况下执行此操作，它将无法编译。不能将非常量引用绑定到临时对象，也不能为此获取其地址。

你忘记了最重要的部分：

带指针的成员访问使用->使用引用的成员访问。

foo.bar明显优于foo->bar，就像vi明显优于Emacs一样：-）

除非我需要以下任何一项，否则我会使用参考资料：

空指针可以用作哨兵价值，通常是一种廉价的方式避免函数重载或使用嘘声。你可以在指针上做算术。例如，p+=偏移量；

引用的另一个有趣用法是提供用户定义类型的默认参数：

class UDT
{
public:
   UDT() : val_d(33) {};
   UDT(int val) : val_d(val) {};
   virtual ~UDT() {};
private:
   int val_d;
};

class UDT_Derived : public UDT
{
public:
   UDT_Derived() : UDT() {};
   virtual ~UDT_Derived() {};
};

class Behavior
{
public:
   Behavior(
      const UDT &udt = UDT()
   )  {};
};

int main()
{
   Behavior b; // take default

   UDT u(88);
   Behavior c(u);

   UDT_Derived ud;
   Behavior d(ud);

   return 1;
}

默认风格使用引用的“bind const reference to a temporary”方面。

它占用多少空间并不重要，因为你实际上看不到它占用的任何空间的任何副作用（不执行代码）。

另一方面，引用和指针之间的一个主要区别是，分配给常量引用的临时变量在常量引用超出范围之前一直有效。

例如：

class scope_test
{
public:
    ~scope_test() { printf("scope_test done!\n"); }
};

...

{
    const scope_test &test= scope_test();
    printf("in scope\n");
}

将打印：

in scope
scope_test done!

这是允许ScopeGuard工作的语言机制。

实际上，引用并不像指针。

编译器保持对变量的“引用”，将名称与内存地址相关联；这是编译时将任何变量名转换为内存地址的工作。

创建引用时，只告诉编译器为指针变量指定了另一个名称；这就是为什么引用不能“指向null”，因为变量不能是，也不能是。

指针是变量；它们包含其他变量的地址，或者可以为空。重要的是指针有一个值，而引用只有一个引用的变量。

现在对真实代码进行一些解释：

int a = 0;
int& b = a;

在这里，您没有创建另一个指向；您只需将另一个名称添加到内存内容中，该内存内容的值为a。该内存现在有两个名称，a和b，可以使用任一名称对其进行寻址。

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

int a;
increment(a);

当调用函数时，编译器通常为要复制到的参数生成内存空间。函数签名定义了应该创建的空间，并给出了应该用于这些空间的名称。将参数声明为引用只是告诉编译器使用输入变量内存空间，而不是在方法调用期间分配新的内存空间。说你的函数将直接操作在调用作用域中声明的变量似乎很奇怪，但请记住，在执行编译代码时，没有更多的作用域；只有普通的平面内存，函数代码可以处理任何变量。

现在，在某些情况下，编译器在编译时可能无法知道引用，例如使用外部变量时。因此，在底层代码中，引用可以实现为指针，也可以不实现为指针。但在我给你的例子中，它很可能不会用指针实现。

什么是C++参考（针对C程序员）

引用可以被视为具有自动间接寻址的常量指针（不要与指向常量值的指针混淆！），即编译器将为您应用*运算符。

所有引用都必须使用非空值初始化，否则编译将失败。既不可能获得引用的地址——地址运算符将返回被引用值的地址——也不可能对引用进行算术运算。

C程序员可能不喜欢C++引用，因为当发生间接寻址时，或者当参数通过值或指针传递而不查看函数签名时，C++引用将不再明显。

C++程序员可能不喜欢使用指针，因为它们被认为是不安全的——尽管引用实际上并不比常量指针更安全，但在大多数情况下除外——缺乏自动间接寻址的便利性，并且具有不同的语义内涵。

考虑C++常见问题解答中的以下语句：

即使引用通常使用底层汇编语言，请不要将引用视为指向对象的有趣指针。引用是对象。它是不是指向对象的指针，也不是对象的副本。它是对象

但如果引用真的是对象，那么怎么会有悬空引用呢？在非托管语言中，引用不可能比指针更“安全”——通常没有办法跨范围可靠地别名值！

为什么我认为C++引用有用

来自C背景的C++引用可能看起来有点傻，但在可能的情况下，仍应使用它们而不是指针：自动间接寻址很方便，在处理RAII时引用变得特别有用，但这并不是因为任何已知的安全优势，而是因为它们使编写惯用代码不那么困难。

RAII是C++的核心概念之一，但它与复制语义进行了非平凡的交互。通过引用传递对象可以避免这些问题，因为不需要复制。如果语言中没有引用，则必须使用指针，这样使用起来更麻烦，从而违反了语言设计原则，即最佳实践解决方案应该比替代方案更容易。

此外，作为内联函数的参数的引用的处理方式可能与指针不同。

void increment(int *ptrint) { (*ptrint)++; }
void increment(int &refint) { refint++; }
void incptrtest()
{
    int testptr=0;
    increment(&testptr);
}
void increftest()
{
    int testref=0;
    increment(testref);
}

许多编译器在内联指针版本1时实际上会强制写入内存（我们显式地获取地址）。然而，他们会将引用保留在更优化的寄存器中。

当然，对于未内联的函数，指针和引用生成相同的代码，如果函数未修改和返回内部函数，则通过值传递内部函数总是比通过引用传递内部函数更好。

另一个区别是，可以有指向void类型的指针（这意味着指向任何对象的指针），但禁止引用void。

int a;
void * p = &a; // ok
void & p = a;  //  forbidden

我不能说我真的很满意这种特殊的差异。我更希望它能被允许有意义地引用任何有地址的东西，否则引用行为相同。它将允许使用引用定义一些C库函数的等价物，如memcpy。

虽然引用和指针都用于间接访问另一个值，但引用和指针之间有两个重要的区别。第一个是引用总是引用一个对象：在没有初始化引用的情况下定义引用是错误的。赋值行为是第二个重要区别：赋值给引用会更改引用绑定的对象；它不会将引用重新绑定到另一个对象。初始化后，引用始终引用同一基础对象。

考虑这两个程序片段。首先，我们将一个指针分配给另一个指针：

int ival = 1024, ival2 = 2048;
int *pi = &ival, *pi2 = &ival2;
pi = pi2;    // pi now points to ival2

在赋值ival之后，pi所寻址的对象保持不变。赋值会更改pi的值，使其指向不同的对象。现在考虑一个分配两个引用的类似程序：

int &ri = ival, &ri2 = ival2;
ri = ri2;    // assigns ival2 to ival

此赋值更改了ri引用的值ival，而不是引用本身。赋值后，两个引用仍然引用其原始对象，并且这些对象的值现在也相同。

指针和引用之间有一个根本的区别，我没有看到任何人提到过：引用支持函数参数中的引用传递语义。指针，虽然它最初不可见，但它不可见：它们只提供值传递语义。这在本文中得到了很好的描述。

当做&rzej公司

引用是另一个变量的别名，而指针保存变量的内存地址。引用通常用作函数参数，因此传递的对象不是副本而是对象本身。

    void fun(int &a, int &b); // A common usage of references.
    int a = 0;
    int &b = a; // b is an alias for a. Not so common to use. 

引用不是给某些内存的另一个名称。它是一个不可变的指针，在使用时会自动取消引用。基本上归结为：

int& j = i;

它内部变成

int* const j = &i;

这个程序可能有助于理解问题的答案。这是一个引用“j”和指向变量“x”的指针“ptr”的简单程序。

#include<iostream>

using namespace std;

int main()
{
int *ptr=0, x=9; // pointer and variable declaration
ptr=&x; // pointer to variable "x"
int & j=x; // reference declaration; reference to variable "x"

cout << "x=" << x << endl;

cout << "&x=" << &x << endl;

cout << "j=" << j << endl;

cout << "&j=" << &j << endl;

cout << "*ptr=" << *ptr << endl;

cout << "ptr=" << ptr << endl;

cout << "&ptr=" << &ptr << endl;
    getch();
}

运行程序并查看输出，您就会明白。

另外，抽出10分钟观看以下视频：https://www.youtube.com/watch?v=rlJrrGV0iOg

引用与指针非常相似，但它们是专门设计的，有助于优化编译器。

引用的设计使得编译器更容易跟踪哪些引用别名哪些变量。两个主要特性非常重要：没有“引用算术”，也没有重新分配引用。这些允许编译器在编译时找出哪些引用别名哪些变量。允许引用没有内存地址的变量，例如编译器选择放入寄存器的变量。如果获取局部变量的地址，编译器很难将其放入寄存器中。

例如：

void maybeModify(int& x); // may modify x in some way

void hurtTheCompilersOptimizer(short size, int array[])
{
    // This function is designed to do something particularly troublesome
    // for optimizers. It will constantly call maybeModify on array[0] while
    // adding array[1] to array[2]..array[size-1]. There's no real reason to
    // do this, other than to demonstrate the power of references.
    for (int i = 2; i < (int)size; i++) {
        maybeModify(array[0]);
        array[i] += array[1];
    }
}

优化编译器可能会意识到，我们正在访问一个[0]和一个[1]。它希望优化算法以：

void hurtTheCompilersOptimizer(short size, int array[])
{
    // Do the same thing as above, but instead of accessing array[1]
    // all the time, access it once and store the result in a register,
    // which is much faster to do arithmetic with.
    register int a0 = a[0];
    register int a1 = a[1]; // access a[1] once
    for (int i = 2; i < (int)size; i++) {
        maybeModify(a0); // Give maybeModify a reference to a register
        array[i] += a1;  // Use the saved register value over and over
    }
    a[0] = a0; // Store the modified a[0] back into the array
}

要进行这样的优化，需要证明在调用期间没有任何东西可以改变数组[1]。这很容易做到。i永远不小于2，所以array[i]永远不能引用array[1]。maybeModify（）被给定a0作为引用（别名数组[0]）。因为没有“引用”算法，编译器只需要证明maybeModify永远不会得到x的地址，并且它已经证明没有任何东西会改变数组[1]。

它还必须证明，当我们在a0中有一个[0]的临时寄存器副本时，将来的调用不可能读/写它。这通常很难证明，因为在许多情况下，引用显然从未存储在类实例这样的永久结构中。

现在用指针做同样的事情

void maybeModify(int* x); // May modify x in some way

void hurtTheCompilersOptimizer(short size, int array[])
{
    // Same operation, only now with pointers, making the
    // optimization trickier.
    for (int i = 2; i < (int)size; i++) {
        maybeModify(&(array[0]));
        array[i] += array[1];
    }
}

行为是相同的；直到现在，要证明maybeModify从未修改过数组[1]要困难得多，因为我们已经给了它一个指针；猫从袋子里出来了。现在它必须做更困难的证明：对maybeModify进行静态分析，以证明它从未写入&x+1。它还必须证明它从未保存过可以引用数组[0]的指针，这同样棘手。

现代编译器在静态分析方面越来越好，但帮助他们并使用引用总是很好的。

当然，除非进行这种巧妙的优化，编译器确实会在需要时将引用转换为指针。

编辑：在发布这个答案五年后，我发现了一个实际的技术差异，即引用不同于看待相同寻址概念的不同方式。引用可以以指针无法修改的方式修改临时对象的寿命。

F createF(int argument);

void extending()
{
    const F& ref = createF(5);
    std::cout << ref.getArgument() << std::endl;
};

通常，临时对象（例如通过调用createF（5）创建的对象）会在表达式末尾被销毁。然而，通过将该对象绑定到引用ref，C++将延长该临时对象的寿命，直到ref超出范围。

这是基于教程。所写内容更清楚：

>>> The address that locates a variable within memory is
    what we call a reference to that variable. (5th paragraph at page 63)

>>> The variable that stores the reference to another
    variable is what we call a pointer. (3rd paragraph at page 64)

简单地记住，

>>> reference stands for memory location
>>> pointer is a reference container (Maybe because we will use it for
several times, it is better to remember that reference.)

此外，我们可以参考几乎任何指针教程，指针是指针算术支持的对象，它使指针类似于数组。

看看下面的陈述，

int Tom(0);
int & alias_Tom = Tom;

alias_Tom可以理解为变量的别名（与typedef不同，typedef是一种类型的别名）Tom。忘记这种说法的术语也是可以的，即创建一个对汤姆的引用。

为了避免混淆，我想输入一些输入，我确信这主要取决于编译器如何实现引用，但在gcc的情况下，引用只能指向堆栈上的变量的想法实际上并不正确，例如：

#include <iostream>
int main(int argc, char** argv) {
    // Create a string on the heap
    std::string *str_ptr = new std::string("THIS IS A STRING");
    // Dereference the string on the heap, and assign it to the reference
    std::string &str_ref = *str_ptr;
    // Not even a compiler warning! At least with gcc
    // Now lets try to print it's value!
    std::cout << str_ref << std::endl;
    // It works! Now lets print and compare actual memory addresses
    std::cout << str_ptr << " : " << &str_ref << std::endl;
    // Exactly the same, now remember to free the memory on the heap
    delete str_ptr;
}

其输出如下：

THIS IS A STRING
0xbb2070 : 0xbb2070

如果您注意到甚至内存地址都完全相同，这意味着引用成功地指向了堆上的一个变量！现在，如果你真的想变得古怪，这也很有效：

int main(int argc, char** argv) {
    // In the actual new declaration let immediately de-reference and assign it to the reference
    std::string &str_ref = *(new std::string("THIS IS A STRING"));
    // Once again, it works! (at least in gcc)
    std::cout << str_ref;
    // Once again it prints fine, however we have no pointer to the heap allocation, right? So how do we free the space we just ignorantly created?
    delete &str_ref;
    /*And, it works, because we are taking the memory address that the reference is
    storing, and deleting it, which is all a pointer is doing, just we have to specify
    the address with '&' whereas a pointer does that implicitly, this is sort of like
    calling delete &(*str_ptr); (which also compiles and runs fine).*/
}

其输出如下：

THIS IS A STRING

因此，引用是引擎盖下的指针，它们都只是存储一个内存地址，地址指向的位置是不相关的，如果我调用std:：cout<<str_ref；调用delete str_ref后？很明显，它编译得很好，但在运行时会导致分段错误，因为它不再指向有效变量，我们本质上有一个中断的引用仍然存在（直到它超出范围），但没有用。

换句话说，引用只是一个指针，它抽象了指针机制，使其更安全、更容易使用（没有意外的指针数学，没有混淆“.”和“->”等），假设您没有像上面的例子那样尝试任何废话；）

现在，不管编译器如何处理引用，它总是有某种指针，因为引用必须引用特定内存地址处的特定变量，才能按预期工作，因此无法绕过这一点（因此称为“引用”）。

对于引用，唯一需要记住的重要规则是必须在声明时定义它们（头中的引用除外，在这种情况下，必须在构造函数中定义引用，在构造包含引用的对象之后，再定义它就太晚了）。

请记住，我上面的例子只是说明引用是什么的例子，你永远不想以这些方式使用引用！为了正确使用参考文献，这里已经有很多答案，这些答案一针见血

如果你不熟悉以抽象的甚至学术的方式学习计算机语言，那么语义上的差异可能会显得深奥难懂。

在最高级别上，引用的概念是它们是透明的“别名”。你的计算机可能会使用一个地址来使它们工作，但你不必担心：你应该将它们视为现有对象的“另一个名称”，语法反映了这一点。它们比指针更严格，因此编译器可以在您将要创建悬挂引用时比在您将创建悬挂指针时更可靠地警告您。

除此之外，指针和引用之间当然还有一些实际差异。使用它们的语法明显不同，您不能“重新定位”引用、引用虚无或引用指针。

也许一些隐喻会有所帮助；在桌面屏幕空间中-

引用要求您指定实际窗口。指针需要屏幕上一块空间的位置，确保它将包含该窗口类型的零个或多个实例。

在C++中，对指针的引用是可能的，但反之则不可能，这意味着指向引用的指针是不可能的。对指针的引用提供了一种更简洁的语法来修改指针。看看这个例子：

#include<iostream>
using namespace std;

void swap(char * &str1, char * &str2)
{
  char *temp = str1;
  str1 = str2;
  str2 = temp;
}

int main()
{
  char *str1 = "Hi";
  char *str2 = "Hello";
  swap(str1, str2);
  cout<<"str1 is "<<str1<<endl;
  cout<<"str2 is "<<str2<<endl;
  return 0;
}

并考虑上述程序的C版本。在C语言中，你必须使用指针对指针（多重间接寻址），这会导致混乱，程序可能看起来很复杂。

#include<stdio.h>
/* Swaps strings by swapping pointers */
void swap1(char **str1_ptr, char **str2_ptr)
{
  char *temp = *str1_ptr;
  *str1_ptr = *str2_ptr;
  *str2_ptr = temp;
}

int main()
{
  char *str1 = "Hi";
  char *str2 = "Hello";
  swap1(&str1, &str2);
  printf("str1 is %s, str2 is %s", str1, str2);
  return 0;
}

有关指针引用的详细信息，请访问以下内容：

C++：指针引用指向指针的指针和指向指针的引用

正如我所说，指向引用的指针是不可能的。尝试以下程序：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
   int x = 10;
   int *ptr = &x;
   int &*ptr1 = ptr;
}

不同之处在于，非常量指针变量（不要与指向常量的指针混淆）可能会在程序执行过程中的某个时间发生更改，需要使用指针语义（&，*）运算符，而引用只能在初始化时设置（这就是为什么您只能在构造函数初始化器列表中设置它们，但不能以其他方式设置它们），并使用普通值访问语义。基本上，引用是为了支持运算符重载而引入的，正如我在一些非常古老的书中所读到的那样。正如有人在这个线程中所说的，指针可以设置为0或任何您想要的值。0（NULL，nullptr）表示指针初始化为空。取消引用空指针是错误的。但实际上，指针可能包含一个不指向某个正确内存位置的值。反过来，引用试图不允许用户初始化对某个无法引用的对象的引用，因为您总是向其提供正确类型的右值。尽管有很多方法可以将引用变量初始化到错误的内存位置，但最好不要深入了解细节。在机器级，指针和参考都通过指针统一工作。让我们假设在基本参考中是句法糖。rvalue引用与此不同，它们自然是堆栈/堆对象。

指针和引用之间的差异

指针可以初始化为0，而引用不能初始化。事实上，引用也必须引用对象，但指针可以是空指针：

int* p = 0;

但我们不能有int&p=0；以及int&p＝5；。

事实上，要正确执行此操作，我们必须首先声明并定义了一个对象，然后才能引用该对象，因此前面代码的正确实现将是：

Int x = 0;
Int y = 5;
Int& p = x;
Int& p1 = y;

另一个重要的点是，我们可以在不初始化的情况下声明指针，但是在引用的情况下，不能这样做，因为引用必须始终引用变量或对象。然而，这样使用指针是有风险的，因此通常我们检查指针是否确实指向某个对象。在引用的情况下，不需要这样的检查，因为我们已经知道在声明期间引用对象是强制性的。

另一个区别是指针可以指向另一个对象，但是引用总是引用同一个对象

Int a = 6, b = 5;
Int& rf = a;

Cout << rf << endl; // The result we will get is 6, because rf is referencing to the value of a.

rf = b;
cout << a << endl; // The result will be 5 because the value of b now will be stored into the address of a so the former value of a will be erased

另一点：当我们有一个类似STL模板的模板时，此类类模板将始终返回一个引用，而不是指针，以便使用运算符[]轻松读取或分配新值：

Std ::vector<int>v(10); // Initialize a vector with 10 elements
V[5] = 5; // Writing the value 5 into the 6 element of our vector, so if the returned type of operator [] was a pointer and not a reference we should write this *v[5]=5, by making a reference we overwrite the element by using the assignment "="

我觉得还有一点还没有在这里讨论。

与指针不同，引用在语法上等同于它们所引用的对象，即可以应用于对象的任何操作都适用于引用，并且具有完全相同的语法（当然，初始化是例外）。

虽然这可能看起来很肤浅，但我认为这一特性对于一些C++特性来说至关重要，例如：

模板。因为模板参数是鸭子类型的，所以类型的语法财产才是最重要的，所以通常同一个模板可以同时用于T和T&。（或std:：reference_wrapper＜T＞，它仍然依赖于隐式转换至T&）覆盖T&和T&&的模板更为常见。L值。考虑语句str[0]=“X”；如果没有引用，它只适用于c字符串（char*str）。通过引用返回字符允许用户定义的类具有相同的符号。复制构造函数。从语法上讲，将对象传递给复制构造函数是有意义的，而不是传递给对象的指针。但复制构造函数无法按值获取对象，这将导致对同一复制构造函数的递归调用。这将引用作为此处的唯一选项。操作员过载。通过引用，可以在保留相同的中缀符号的同时，将间接指向引入运算符调用，例如运算符+（const T&a，const T&b）。这也适用于常规重载函数。

这些点赋予了C++和标准库相当大的一部分权力，因此这是参考文献的一个重要属性。

我总是根据C++核心指南中的这条规则来决定：

当“无参数”是有效选项时，优先选择T*而不是T&

指针和引用之间有一个非常重要的非技术性区别：通过指针传递给函数的参数比通过非常量引用传递给函数参数的参数更为可见。例如：

void fn1(std::string s);
void fn2(const std::string& s);
void fn3(std::string& s);
void fn4(std::string* s);

void bar() {
    std::string x;
    fn1(x);  // Cannot modify x
    fn2(x);  // Cannot modify x (without const_cast)
    fn3(x);  // CAN modify x!
    fn4(&x); // Can modify x (but is obvious about it)
}

回到C中，一个看起来像fn（x）的调用只能通过值传递，因此它肯定不能修改x；要修改参数，需要传递指针fn（&x）。所以，如果一个参数前面没有&，你就知道它不会被修改。（相反，&表示已修改，这是不正确的，因为有时必须通过常量指针传递大型只读结构。）

一些人认为，这是读取代码时非常有用的特性，指针参数应该始终用于可修改的参数，而不是非常量引用，即使函数从不期望null指针。也就是说，这些人认为不应该允许像上面的fn3（）这样的函数签名。谷歌的C++风格指南就是一个例子。

我对引用和指针有一个类比，将引用看作对象的另一个名称，将指针看作对象的地址。

// receives an alias of an int, an address of an int and an int value
public void my_function(int& a,int* b,int c){
    int d = 1; // declares an integer named d
    int &e = d; // declares that e is an alias of d
    // using either d or e will yield the same result as d and e name the same object
    int *f = e; // invalid, you are trying to place an object in an address
    // imagine writting your name in an address field 
    int *g = f; // writes an address to an address
    g = &d; // &d means get me the address of the object named d you could also
    // use &e as it is an alias of d and write it on g, which is an address so it's ok
}

塔林♦ 说：

不能像使用指针那样获取引用的地址。

事实上你可以。

我引用了另一个问题的答案：

C++常见问题解答说得最好：与指针不同，一旦引用绑定到对象，就不能将其“重新放置”到另一个对象。引用本身不是一个对象（它没有标识；获取引用的地址可以获得引用的地址；记住：引用是它的引用）。

如果遵循传递给函数的参数的约定，则可以使用引用和指针之间的差异。Const引用用于传递到函数中的数据，指针用于传递出函数的数据。在其他语言中，您可以使用诸如In和out之类的关键字来明确表示这一点。在C++中，您可以（按照约定）声明等价的。例如

void DoSomething(const Foo& thisIsAnInput, Foo* thisIsAnOutput)
{
   if (thisIsAnOuput)
      *thisIsAnOutput = thisIsAnInput;
}

使用引用作为输入和指针作为输出是Google风格指南的一部分。

除了这里的所有答案，

可以使用引用实现运算符重载：

my_point operator+(const my_point& a, const my_point& b)
{
  return { a.x + b.x, a.y + b.y };
}

使用参数作为值将创建原始参数的临时副本，而使用指针将不会调用此函数，因为指针算法。

直接答案

C++中的引用是什么？不是对象类型的特定类型实例。

C++中的指针是什么？某个特定的对象类型实例。

根据ISO C++对对象类型的定义：

对象类型是一种（可能是cv限定的）类型，它不是函数类型，不是引用类型，也不是cv void。

可能需要知道的是，对象类型是C++中类型宇宙的顶级类别。引用也是一个顶级类别。但指针不是。

指针和引用在复合类型的上下文中一起提到。这基本上是由于从（和扩展的）C继承的声明器语法的性质，它没有引用。（此外，自从C++11以来，有不止一种类型的引用声明器，而指针仍然是“unityped”：&+&&vs.*。）因此，在这种情况下，用类似C风格的“扩展”来起草一种特定于语言的语言是有一定道理的。（我仍然认为，声明器的语法浪费了大量的语法表达能力，使人类用户和实现都感到沮丧。因此，它们都不适合内置于新的语言设计中。不过，这是PL设计的一个完全不同的主题。）

否则，指针可以被限定为具有引用的特定类型是无关紧要的。除了语法相似性之外，它们共享的公共财产太少了，所以在大多数情况下没有必要将它们放在一起。

注意，上面的语句只提到“指针”和“引用”作为类型。关于它们的实例（如变量），有一些有趣的问题。还有太多的误解。

顶级类别的差异已经揭示了许多与指针无关的具体差异：

对象类型可以具有顶级cv限定符。引用不能。根据抽象机器语义，对象类型的变量确实占用了存储空间。引用不必占用存储空间（有关详细信息，请参阅下面的误解部分）。...

关于引用的其他一些特殊规则：

复合声明符对引用的限制更大。引用可以折叠。基于模板参数推导过程中引用折叠的&&参数特殊规则（作为“转发引用”）允许参数的“完美转发”。引用在初始化时有特殊规则。声明为引用类型的变量的生存期可以通过扩展与普通对象不同。顺便说一句，其他一些上下文（如涉及std:：initializer_list的初始化）遵循引用生命周期扩展的一些类似规则。这是另一罐蠕虫。...

误解

语法糖

我知道引用是语法糖，所以代码更容易读写。

从技术上讲，这显然是错误的。引用不是C++中任何其他特性的语法糖，因为它们不能被没有任何语义差异的其他特性完全替换。

（类似地，lambda-expressions不是C++中任何其他功能的语法糖，因为它不能用捕获变量的声明顺序这样的“未指定”财产精确模拟，这可能很重要，因为这些变量的初始化顺序可能很重要。）

在严格意义上，C++只有几种语法糖。一个实例是（继承自C）内置（非重载）运算符[]，它的定义与内置运算符unary*和binary+的特定组合形式具有相同的语义财产。

存储

因此，指针和引用都使用相同的内存量。

上面的说法完全错误。为了避免这种误解，请查看ISO C++规则：

来自[intro.object]/1：

……一个物体在其建造期间、在其整个生命周期和在其毁灭期间占据一个存储区域。。。

来自[dcl.ref]/4:

未指定引用是否需要存储。

请注意，这些是语义财产。

语用学

即使在语言设计的意义上，指针不足以与引用放在一起，但仍有一些争论使得在某些其他上下文中（例如，在对参数类型进行选择时）在它们之间进行选择是有争议的。

但这并不是全部。我的意思是，你需要考虑的不仅仅是指针和引用。

如果你不必坚持这种过于具体的选择，在大多数情况下，答案很简单：你没有必要使用指针，所以你不需要。指针通常很糟糕，因为它们暗示了太多你不期望的东西，而且它们依赖于太多的隐含假设，破坏了代码的可维护性和（甚至）可移植性。不必要地依赖指针绝对是一种糟糕的风格，在现代C++的意义上应该避免。重新考虑一下你的目的，你最终会发现在大多数情况下，指针是最后一种功能。

有时语言规则明确要求使用特定类型。如果您想使用这些功能，请遵守规则。复制构造函数需要特定类型的cv-引用类型作为第一个参数类型。（通常它应该是常量限定的。）移动构造函数需要特定类型的cv-&&引用类型作为第一个参数类型。（通常不应有限定符。）运算符的特定重载需要引用或非引用类型。例如：重载运算符=作为特殊成员函数需要类似于复制/移动构造函数的第一个参数的引用类型。后缀++需要伪int。...如果您知道传递值（即使用非引用类型）就足够了，请直接使用它，特别是在使用支持C++17强制复制省略的实现时。（警告：然而，详尽地解释必要性可能非常复杂。）如果您想使用所有权操作一些句柄，请使用unique_ptr和shared_ptr之类的智能指针（如果您需要自制指针不透明，甚至可以使用它们），而不是原始指针。如果您在一个范围内进行一些迭代，请使用迭代器（或标准库尚未提供的一些范围），而不是原始指针，除非您确信原始指针在非常特定的情况下会做得更好（例如，对于较少的头部依赖性）。如果您知道通过值传递就足够了，并且需要一些显式的可空语义，请使用包装器（如std:：optional），而不是原始指针。如果您知道由于上述原因，传递值并不理想，并且您不希望使用可为null的语义，请使用{lvalue，rvalue，forward}-引用。即使您确实需要像传统指针那样的语义，也通常有更合适的方法，例如库基础TS中的observer_ptr。

在当前语言中无法解决以下唯一的例外：

当您在上面实现智能指针时，可能必须处理原始指针。特定的语言互操作例程需要指针，如运算符new。（然而，cv void*与普通对象指针相比仍有很大的不同和安全性，因为它排除了意外的指针算法，除非您依赖于void*上的一些非一致扩展，如GNU的。）函数指针可以从lambda表达式转换而不需要捕获，而函数引用则不能。对于这种情况，您必须在非泛型代码中使用函数指针，即使您故意不希望值为空。

因此，在实践中，答案是显而易见的：当有疑问时，避免使用指针。只有在有非常明确的理由认为没有其他更合适的时候，才必须使用指针。除了上面提到的一些例外情况外，这些选择几乎总是不是纯C++特定的（但可能是特定于语言实现的）。此类实例可以是：

您必须为旧式（C）API服务。您必须满足特定C++实现的ABI要求。您必须基于特定实现的假设，在运行时与不同的语言实现（包括各种程序集、语言运行时和某些高级客户端语言的FFI）进行互操作。在某些极端情况下，您必须提高翻译（编译和链接）的效率。在某些极端情况下，您必须避免符号膨胀。

语言中立警告

如果你通过谷歌搜索结果（不是C++特有的）看到这个问题，这很可能是错误的地方。

C++中的引用相当“奇怪”，因为它本质上不是一级的：它们将被视为被引用的对象或函数，因此它们没有机会支持一些一级操作，例如独立于被引用对象的类型而成为成员访问运算符的左操作数。其他语言可能对其引用有类似的限制，也可能没有。

C++中的引用可能不会保留不同语言之间的含义。例如，引用通常并不意味着像C++中那样的值具有非空财产，因此这种假设在某些其他语言中可能不起作用（并且很容易找到反例，例如Java、C#…）。

一般来说，在不同编程语言中的引用之间仍然可以有一些常见的财产，但让我们把它留给SO中的其他一些问题。

（附带说明：这个问题可能比任何“类C”语言都要早，比如ALGOL 68与PL/I。）

关于引用和指针的一些关键相关细节

指针

使用一元后缀声明符运算符声明指针变量*指针对象被分配一个地址值，例如，通过分配给数组对象、使用一元前缀运算符的对象地址或分配给另一个指针对象的值指针可以重新分配任意次数，指向不同的对象指针是保存指定地址的变量。它占用的内存存储量等于目标机器体系结构的地址大小例如，可以通过增量或加法运算符对指针进行数学操作。因此，可以使用指针等进行迭代。要获取或设置指针引用的对象的内容，必须使用一元前缀运算符*来取消引用它

工具书类

引用在声明时必须初始化。引用使用一元后缀声明符运算符&声明。初始化引用时，可以使用它们将直接引用的对象的名称，而不需要一元前缀运算符&一旦初始化，引用就不能通过赋值或算术操作指向其他对象无需取消引用该引用以获取或设置其引用的对象的内容对引用的赋值操作操作它指向的对象的内容（初始化后），而不是引用本身（不改变它指向的位置）对引用的算术运算操作它指向的对象的内容，而不是引用本身（不会改变它指向的位置）在几乎所有的实现中，引用实际上都存储为被引用对象的内存中的地址。因此，它占用的内存大小与目标机器体系结构的地址大小相同，就像指针对象一样

尽管指针和引用的实现方式几乎相同，但编译器对它们的处理方式不同，导致了上述所有差异。

文章

我最近写的一篇文章比我在这里展示的要详细得多，对这个问题非常有帮助，特别是关于记忆中的事情是如何发生的：

数组、指针和引擎罩下的引用深度文章

“我知道引用是语法糖，所以代码更容易读写”

这引用不是实现指针的另一种方式，尽管它涵盖了大量的指针用例。指针是一种数据类型——通常指向实际值的地址。然而，它可以设置为零，或者使用地址算术等设置在地址之后的几个位置。对于具有自己值的变量，引用是“语法糖”。

C只有传递值语义。获取变量引用的数据的地址并将其发送到函数是一种通过“引用”传递的方法。引用通过“引用”原始数据位置本身在语义上简化了这一过程。因此：

int x = 1;
int *y = &x;
int &z = x;

Y是一个int指针，指向存储x的位置。X和Z表示相同的存储位置（堆栈或堆）。

很多人谈论过这两个（指针和引用）之间的区别，好像它们是同一个东西，用法不同一样。它们完全不同。

1） “指针可以被重新分配任意次数，而引用在绑定后不能被重新分配。”--指针是指向数据的地址数据类型。引用是数据的另一个名称。因此，您可以“重新分配”引用。你不能重新分配它所指的数据位置。就像你不能更改“x”所指的位置一样，你也不能更改“z”。

x = 2;
*y = 2;
z = 2;

相同的。这是一次重新分配。

2） “指针不能指向任何地方（NULL），而引用总是指向对象”——同样令人困惑。引用只是对象的另一个名称。空指针表示（语义上）它没有引用任何内容，而引用是通过表示它是“x”的另一个名称来创建的。自从

3） “你不能像用指针那样获取引用的地址”——是的，你可以。再次带着困惑。如果您试图查找用作引用的指针的地址，这是一个问题——因为引用不是指向对象的指针。他们就是目标。所以你可以得到对象的地址，也可以得到指针的地址。因为它们都在获取数据的地址（一个是对象在内存中的位置，另一个是指向对象在内存位置的指针）。

int *yz = &z; -- legal
int **yy = &y; -- legal

int *yx = &x; -- legal; notice how this looks like the z example.  x and z are equivalent.

4） “这里没有“引用算术”——同样有点混淆——因为上面的例子中z是对x的引用，因此两者都是整数，所以“引用”算术意味着例如将x引用的值加1。

x++;
z++;

*y++;  // what people assume is happening behind the scenes, but isn't. it would produce the same results in this example.
*(y++);  // this one adds to the pointer, and then dereferences it.  It makes sense that a pointer datatype (an address) can be incremented.  Just like an int can be incremented. 

指针（*）的基本含义是“地址处的值”，这意味着您提供的任何地址都将在该地址处给出值。一旦你改变了地址，它将给出新的值，而引用变量用于引用任何特定的变量，将来不能改变为引用任何其他变量。

以下答案和链接的摘要：

指针可以被重新分配任意次数，而引用在绑定后不能被重新分配。指针可以指向任何地方（NULL），而引用总是指向对象。不能像使用指针那样获取引用的地址。没有“引用算术”（但您可以获取引用指向的对象的地址，并对其进行指针算术，如&obj+5中所示）。

澄清误解：

C++标准非常小心，避免规定编译器如何实现引用，但每个C++编译器都实现引用作为指针。即，声明如下：int&ri=i；如果没有完全优化，则分配相同数量的存储作为指针，并放置地址把我的东西放进那个储藏室。

因此，指针和引用都使用相同的内存量。

作为一般规则，

使用函数参数和返回类型中的引用来提供有用的自记录接口。使用指针实现算法和数据结构。

有趣的阅读：

我最喜欢的C++常见问题解答。参考与指针。参考文献简介。参考和常量。

简单地说，我们可以说引用是变量的替代名称，指针是保存另一个变量地址的变量。例如

int a = 20;
int &r = a;
r = 40;  /* now the value of a is changed to 40 */

int b =20;
int *ptr;
ptr = &b;  /*assigns address of b to ptr not the value */

引用是常量指针。int*const a=&b与int&a=b相同。这就是为什么没有const引用，因为它已经是const，而const的引用是const int*consta。当使用-O0编译时，编译器将在这两种情况下将b的地址放在堆栈上，并且作为类的成员，它也将出现在堆栈/堆上的对象中，与您声明了常量指针时相同。使用-Ofast，可以免费优化此功能。常量指针和引用都被优化了。

与常量指针不同，无法获取引用本身的地址，因为它将被解释为它引用的变量的地址。因此，在Ofast上，表示引用的常量指针（被引用变量的地址）将始终在堆栈外进行优化，但如果程序绝对需要实际常量指针的地址（指针本身的地址，而不是指针指向的地址），即您打印常量指针的位置，那么const指针将被放置在堆栈上，以便它有一个地址。

否则它是相同的，即当您打印它指向的地址时：

#include <iostream>

int main() {
  int a =1;
  int* b = &a;
  std::cout << b ;
}

int main() {
  int a =1;
  int& b = a;
  std::cout << &b ;
}

they both have the same assembly output
-Ofast:
main:
        sub     rsp, 24
        mov     edi, OFFSET FLAT:_ZSt4cout
        lea     rsi, [rsp+12]
        mov     DWORD PTR [rsp+12], 1
        call    std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::_M_insert<void const*>(void const*)
        xor     eax, eax
        add     rsp, 24
        ret
--------------------------------------------------------------------
-O0:
main:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        sub     rsp, 16
        mov     DWORD PTR [rbp-12], 1
        lea     rax, [rbp-12]
        mov     QWORD PTR [rbp-8], rax
        mov     rax, QWORD PTR [rbp-8]
        mov     rsi, rax
        mov     edi, OFFSET FLAT:_ZSt4cout
        call    std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(void const*)
        mov     eax, 0
        leave
        ret

指针已经在堆栈外进行了优化，在这两种情况下，指针甚至都没有在-Ofast上取消引用，而是使用编译时值。

作为对象的成员，它们在-O0到-Ofast上是相同的。

#include <iostream>
int b=1;
struct A {int* i=&b; int& j=b;};
A a;
int main() {
  std::cout << &a.j << &a.i;
}

The address of b is stored twice in the object. 

a:
        .quad   b
        .quad   b

        mov     rax, QWORD PTR a[rip+8] //&a.j
        mov     esi, OFFSET FLAT:a //&a.i

当通过引用传递时，在-O0上，传递被引用变量的地址，因此它与通过指针传递相同，即常量指针包含的地址。On Ofast如果函数可以内联，则编译器会在内联调用中对其进行优化，因为动态范围是已知的，但在函数定义中，参数总是作为指针（期望引用引用的变量的地址）被解引用，其中它可能被另一个转换单元使用，而编译器不知道动态范围，当然，除非函数声明为静态函数，否则它不能在转换单元之外使用，然后它通过值传递，只要它没有在函数中通过引用进行修改，那么它将传递您传递的引用所引用的变量的地址，如果调用约定中有足够多的易失性寄存器，则将在一个寄存器中传递，并保持在堆栈之外。

指针是保存另一个变量的内存地址的变量，其中引用是现有变量的别名。（已存在变量的另一个名称）

1.指针可以初始化为：

int b = 15;
int *q = &b;

OR

int *q;
q = &b;

其中作为参考，

int b=15;
int &c=b;

（在一个步骤中声明和初始化）

指针可以分配给null，但引用不能可以对指针执行各种算术运算，而没有所谓的参考算术。指针可以重新分配，但引用不能指针在堆栈上有自己的内存地址和大小，而引用共享相同的内存地址

不能像指针一样取消引用，当取消引用时，

引用和指针都是通过地址工作的。。。

so

你可以这样做

int*val=0xDEADBEEF；*val是0xDEADBEEF的值。

你不能这样做int&V=1；

*不允许使用val。

简言之

指针：指针是保存另一个变量的内存地址的变量。指针需要使用*运算符解引用以访问它所指向的内存位置。-摘自Geeks for Geeks

引用：引用变量是别名，即现有变量的另一个名称。引用（如指针）也通过存储对象的地址来实现。-摘自极客对极客

另一张图片了解更多详情：

将指针视为名片：

它让你有机会联系某人它可以是empy它可能包含错误或过时的信息你不确定上面提到的某人还活着你不能直接与卡片通话，你只能用它打电话给某人也许有很多这样的卡片

将推荐人视为与某人的主动通话：

你很确定你联系过的人还活着您可以直接通话，无需额外通话你很确定你不会和一个空地方或一块垃圾说话你不能确定你是唯一一个当前正在与此对象交谈的人