指针变量和引用变量之间的区别是什么?
当前回答
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;
其他回答
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
}
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。
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。
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;
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。