指针变量和引用变量之间的区别是什么?
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简言之
指针:指针是保存另一个变量的内存地址的变量。指针需要使用*运算符解引用以访问它所指向的内存位置。-摘自Geeks for Geeks
引用:引用变量是别名,即现有变量的另一个名称。引用(如指针)也通过存储对象的地址来实现。-摘自极客对极客
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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。
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。
我总是根据C++核心指南中的这条规则来决定:
当“无参数”是有效选项时,优先选择T*而不是T&
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 "="