指针变量和引用变量之间的区别是什么?
当前回答
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。
其他回答
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&
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。
引用是常量指针。int*const a=&b与int&a=b相同。这就是为什么没有const引用,因为它已经是const,而const的引用是const int*consta。当使用-O0编译时,编译器将在这两种情况下将b的地址放在堆栈上,并且作为类的成员,它也将出现在堆栈/堆上的对象中,与您声明了常量指针时相同。使用-Ofast,可以免费优化此功能。常量指针和引用都被优化了。
与常量指针不同,无法获取引用本身的地址,因为它将被解释为它引用的变量的地址。因此,在Ofast上,表示引用的常量指针(被引用变量的地址)将始终在堆栈外进行优化,但如果程序绝对需要实际常量指针的地址(指针本身的地址,而不是指针指向的地址),即您打印常量指针的位置,那么const指针将被放置在堆栈上,以便它有一个地址。
否则它是相同的,即当您打印它指向的地址时:
#include <iostream>
int main() {
int a =1;
int* b = &a;
std::cout << b ;
}
int main() {
int a =1;
int& b = a;
std::cout << &b ;
}
they both have the same assembly output
-Ofast:
main:
sub rsp, 24
mov edi, OFFSET FLAT:_ZSt4cout
lea rsi, [rsp+12]
mov DWORD PTR [rsp+12], 1
call std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::_M_insert<void const*>(void const*)
xor eax, eax
add rsp, 24
ret
--------------------------------------------------------------------
-O0:
main:
push rbp
mov rbp, rsp
sub rsp, 16
mov DWORD PTR [rbp-12], 1
lea rax, [rbp-12]
mov QWORD PTR [rbp-8], rax
mov rax, QWORD PTR [rbp-8]
mov rsi, rax
mov edi, OFFSET FLAT:_ZSt4cout
call std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::operator<<(void const*)
mov eax, 0
leave
ret
指针已经在堆栈外进行了优化,在这两种情况下,指针甚至都没有在-Ofast上取消引用,而是使用编译时值。
作为对象的成员,它们在-O0到-Ofast上是相同的。
#include <iostream>
int b=1;
struct A {int* i=&b; int& j=b;};
A a;
int main() {
std::cout << &a.j << &a.i;
}
The address of b is stored twice in the object.
a:
.quad b
.quad b
mov rax, QWORD PTR a[rip+8] //&a.j
mov esi, OFFSET FLAT:a //&a.i
当通过引用传递时,在-O0上,传递被引用变量的地址,因此它与通过指针传递相同,即常量指针包含的地址。On Ofast如果函数可以内联,则编译器会在内联调用中对其进行优化,因为动态范围是已知的,但在函数定义中,参数总是作为指针(期望引用引用的变量的地址)被解引用,其中它可能被另一个转换单元使用,而编译器不知道动态范围,当然,除非函数声明为静态函数,否则它不能在转换单元之外使用,然后它通过值传递,只要它没有在函数中通过引用进行修改,那么它将传递您传递的引用所引用的变量的地址,如果调用约定中有足够多的易失性寄存器,则将在一个寄存器中传递,并保持在堆栈之外。
指针是保存另一个变量的内存地址的变量,其中引用是现有变量的别名。(已存在变量的另一个名称)
1.指针可以初始化为:
int b = 15;
int *q = &b;
OR
int *q;
q = &b;
其中作为参考,
int b=15;
int &c=b;
(在一个步骤中声明和初始化)
指针可以分配给null,但引用不能可以对指针执行各种算术运算,而没有所谓的参考算术。指针可以重新分配,但引用不能指针在堆栈上有自己的内存地址和大小,而引用共享相同的内存地址
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.
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