什么是C++参考（针对C程序员）

引用可以被视为具有自动间接寻址的常量指针（不要与指向常量值的指针混淆！），即编译器将为您应用*运算符。

所有引用都必须使用非空值初始化，否则编译将失败。既不可能获得引用的地址——地址运算符将返回被引用值的地址——也不可能对引用进行算术运算。

C程序员可能不喜欢C++引用，因为当发生间接寻址时，或者当参数通过值或指针传递而不查看函数签名时，C++引用将不再明显。

C++程序员可能不喜欢使用指针，因为它们被认为是不安全的——尽管引用实际上并不比常量指针更安全，但在大多数情况下除外——缺乏自动间接寻址的便利性，并且具有不同的语义内涵。

考虑C++常见问题解答中的以下语句：

即使引用通常使用底层汇编语言，请不要将引用视为指向对象的有趣指针。引用是对象。它是不是指向对象的指针，也不是对象的副本。它是对象

但如果引用真的是对象，那么怎么会有悬空引用呢？在非托管语言中，引用不可能比指针更“安全”——通常没有办法跨范围可靠地别名值！

为什么我认为C++引用有用

来自C背景的C++引用可能看起来有点傻，但在可能的情况下，仍应使用它们而不是指针：自动间接寻址很方便，在处理RAII时引用变得特别有用，但这并不是因为任何已知的安全优势，而是因为它们使编写惯用代码不那么困难。

RAII是C++的核心概念之一，但它与复制语义进行了非平凡的交互。通过引用传递对象可以避免这些问题，因为不需要复制。如果语言中没有引用，则必须使用指针，这样使用起来更麻烦，从而违反了语言设计原则，即最佳实践解决方案应该比替代方案更容易。

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。

除了这里的所有答案，

可以使用引用实现运算符重载：

my_point operator+(const my_point& a, const my_point& b)
{
  return { a.x + b.x, a.y + b.y };
}

使用参数作为值将创建原始参数的临时副本，而使用指针将不会调用此函数，因为指针算法。

这是基于教程。所写内容更清楚：

>>> The address that locates a variable within memory is
    what we call a reference to that variable. (5th paragraph at page 63)

>>> The variable that stores the reference to another
    variable is what we call a pointer. (3rd paragraph at page 64)

简单地记住，

>>> reference stands for memory location
>>> pointer is a reference container (Maybe because we will use it for
several times, it is better to remember that reference.)

此外，我们可以参考几乎任何指针教程，指针是指针算术支持的对象，它使指针类似于数组。

看看下面的陈述，

int Tom(0);
int & alias_Tom = Tom;

alias_Tom可以理解为变量的别名（与typedef不同，typedef是一种类型的别名）Tom。忘记这种说法的术语也是可以的，即创建一个对汤姆的引用。

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。

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。