指针变量和引用变量之间的区别是什么?
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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 */
其他回答
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。
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。
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。
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。
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