指针变量和引用变量之间的区别是什么?


当前回答

“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. 

其他回答

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。

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。

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 "="

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。

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。