实际上，引用并不像指针。

编译器保持对变量的“引用”，将名称与内存地址相关联；这是编译时将任何变量名转换为内存地址的工作。

创建引用时，只告诉编译器为指针变量指定了另一个名称；这就是为什么引用不能“指向null”，因为变量不能是，也不能是。

指针是变量；它们包含其他变量的地址，或者可以为空。重要的是指针有一个值，而引用只有一个引用的变量。

现在对真实代码进行一些解释：

int a = 0;
int& b = a;

在这里，您没有创建另一个指向；您只需将另一个名称添加到内存内容中，该内存内容的值为a。该内存现在有两个名称，a和b，可以使用任一名称对其进行寻址。

void increment(int& n)
{
    n = n + 1;
}

int a;
increment(a);

当调用函数时，编译器通常为要复制到的参数生成内存空间。函数签名定义了应该创建的空间，并给出了应该用于这些空间的名称。将参数声明为引用只是告诉编译器使用输入变量内存空间，而不是在方法调用期间分配新的内存空间。说你的函数将直接操作在调用作用域中声明的变量似乎很奇怪，但请记住，在执行编译代码时，没有更多的作用域；只有普通的平面内存，函数代码可以处理任何变量。

现在，在某些情况下，编译器在编译时可能无法知道引用，例如使用外部变量时。因此，在底层代码中，引用可以实现为指针，也可以不实现为指针。但在我给你的例子中，它很可能不会用指针实现。

虽然引用和指针都用于间接访问另一个值，但引用和指针之间有两个重要的区别。第一个是引用总是引用一个对象：在没有初始化引用的情况下定义引用是错误的。赋值行为是第二个重要区别：赋值给引用会更改引用绑定的对象；它不会将引用重新绑定到另一个对象。初始化后，引用始终引用同一基础对象。

考虑这两个程序片段。首先，我们将一个指针分配给另一个指针：

int ival = 1024, ival2 = 2048;
int *pi = &ival, *pi2 = &ival2;
pi = pi2;    // pi now points to ival2

在赋值ival之后，pi所寻址的对象保持不变。赋值会更改pi的值，使其指向不同的对象。现在考虑一个分配两个引用的类似程序：

int &ri = ival, &ri2 = ival2;
ri = ri2;    // assigns ival2 to ival

此赋值更改了ri引用的值ival，而不是引用本身。赋值后，两个引用仍然引用其原始对象，并且这些对象的值现在也相同。

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：-）

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。

引用与指针非常相似，但它们是专门设计的，有助于优化编译器。

引用的设计使得编译器更容易跟踪哪些引用别名哪些变量。两个主要特性非常重要：没有“引用算术”，也没有重新分配引用。这些允许编译器在编译时找出哪些引用别名哪些变量。允许引用没有内存地址的变量，例如编译器选择放入寄存器的变量。如果获取局部变量的地址，编译器很难将其放入寄存器中。

例如：

void maybeModify(int& x); // may modify x in some way

void hurtTheCompilersOptimizer(short size, int array[])
{
    // This function is designed to do something particularly troublesome
    // for optimizers. It will constantly call maybeModify on array[0] while
    // adding array[1] to array[2]..array[size-1]. There's no real reason to
    // do this, other than to demonstrate the power of references.
    for (int i = 2; i < (int)size; i++) {
        maybeModify(array[0]);
        array[i] += array[1];
    }
}

优化编译器可能会意识到，我们正在访问一个[0]和一个[1]。它希望优化算法以：

void hurtTheCompilersOptimizer(short size, int array[])
{
    // Do the same thing as above, but instead of accessing array[1]
    // all the time, access it once and store the result in a register,
    // which is much faster to do arithmetic with.
    register int a0 = a[0];
    register int a1 = a[1]; // access a[1] once
    for (int i = 2; i < (int)size; i++) {
        maybeModify(a0); // Give maybeModify a reference to a register
        array[i] += a1;  // Use the saved register value over and over
    }
    a[0] = a0; // Store the modified a[0] back into the array
}

要进行这样的优化，需要证明在调用期间没有任何东西可以改变数组[1]。这很容易做到。i永远不小于2，所以array[i]永远不能引用array[1]。maybeModify（）被给定a0作为引用（别名数组[0]）。因为没有“引用”算法，编译器只需要证明maybeModify永远不会得到x的地址，并且它已经证明没有任何东西会改变数组[1]。

它还必须证明，当我们在a0中有一个[0]的临时寄存器副本时，将来的调用不可能读/写它。这通常很难证明，因为在许多情况下，引用显然从未存储在类实例这样的永久结构中。

现在用指针做同样的事情

void maybeModify(int* x); // May modify x in some way

void hurtTheCompilersOptimizer(short size, int array[])
{
    // Same operation, only now with pointers, making the
    // optimization trickier.
    for (int i = 2; i < (int)size; i++) {
        maybeModify(&(array[0]));
        array[i] += array[1];
    }
}

行为是相同的；直到现在，要证明maybeModify从未修改过数组[1]要困难得多，因为我们已经给了它一个指针；猫从袋子里出来了。现在它必须做更困难的证明：对maybeModify进行静态分析，以证明它从未写入&x+1。它还必须证明它从未保存过可以引用数组[0]的指针，这同样棘手。

现代编译器在静态分析方面越来越好，但帮助他们并使用引用总是很好的。

当然，除非进行这种巧妙的优化，编译器确实会在需要时将引用转换为指针。

编辑：在发布这个答案五年后，我发现了一个实际的技术差异，即引用不同于看待相同寻址概念的不同方式。引用可以以指针无法修改的方式修改临时对象的寿命。

F createF(int argument);

void extending()
{
    const F& ref = createF(5);
    std::cout << ref.getArgument() << std::endl;
};

通常，临时对象（例如通过调用createF（5）创建的对象）会在表达式末尾被销毁。然而，通过将该对象绑定到引用ref，C++将延长该临时对象的寿命，直到ref超出范围。

引用是另一个变量的别名，而指针保存变量的内存地址。引用通常用作函数参数，因此传递的对象不是副本而是对象本身。

    void fun(int &a, int &b); // A common usage of references.
    int a = 0;
    int &b = a; // b is an alias for a. Not so common to use.