指针变量和引用变量之间的区别是什么?


当前回答

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;

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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

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:-)

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。

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。

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。

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