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