指针变量和引用变量之间的区别是什么?
当前回答
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。
其他回答
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 "="
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。
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。
以下答案和链接的摘要:
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。指针可以指向任何地方(NULL),而引用总是指向对象。不能像使用指针那样获取引用的地址。没有“引用算术”(但您可以获取引用指向的对象的地址,并对其进行指针算术,如&obj+5中所示)。
澄清误解:
C++标准非常小心,避免规定编译器如何实现引用,但每个C++编译器都实现引用作为指针。即,声明如下:int&ri=i;如果没有完全优化,则分配相同数量的存储作为指针,并放置地址把我的东西放进那个储藏室。
因此,指针和引用都使用相同的内存量。
作为一般规则,
使用函数参数和返回类型中的引用来提供有用的自记录接口。使用指针实现算法和数据结构。
有趣的阅读:
我最喜欢的C++常见问题解答。参考与指针。参考文献简介。参考和常量。
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。