C++中指針和引用的區(qū)別 - 全文

　　指針和引用的定義和性質(zhì)區(qū)別：

　?。?）指針：指針是一個變量，只不過這個變量存儲的是一個地址，指向內(nèi)存的一個存儲單元；而引用跟原來的變量實質(zhì)上是同一個東西，只不過是原變量的一個別名而已。如：

　　int a=1;int *p=&a;

　　int a=1;int &b=a;

　　上面定義了一個整形變量和一個指針變量p，該指針變量指向a的存儲單元，即p的值是a存儲單元的地址。

　　而下面2句定義了一個整形變量a和這個整形a的引用b，事實上a和b是同一個東西，在內(nèi)存占有同一個存儲單元。

　?。?）可以有const指針，但是沒有const引用；

　?。?）指針可以有多級，但是引用只能是一級（int **p；合法 而 int &&a是不合法的）

　?。?）指針的值可以為空，但是引用的值不能為NULL，并且引用在定義的時候必須初始化；

　?。?）指針的值在初始化后可以改變，即指向其它的存儲單元，而引用在進行初始化后就不會再改變了。

　?。?）“sizeof引用”得到的是所指向的變量（對象）的大小，而“sizeof指針”得到的是指針本身的大?。?/p>

　?。?）指針和引用的自增（++）運算意義不一樣；

　　相同點：

　　1. 都是地址的概念；

　　指針指向一塊內(nèi)存，它的內(nèi)容是所指內(nèi)存的地址；引用是某塊內(nèi)存的別名。

　　區(qū)別：

　　1. 指針是一個實體，而引用僅是個別名；

　　2. 引用使用時無需解引用（*），指針需要解引用；

　　3. 引用只能在定義時被初始化一次，之后不可變；指針可變；

　　引用“從一而終” ^_^

　　4. 引用沒有 const，指針有 const，const 的指針不可變；

　　5. 引用不能為空，指針可以為空；

　　6. “sizeof 引用”得到的是所指向的變量（對象）的大小，而“sizeof 指針”得到的是指針本身（所指向的變量或?qū)ο蟮牡刂罚┑拇笮。?/p>

　　typeid（T） == typeid（T&） 恒為真，sizeof（T） == sizeof（T&） 恒為真，但是當(dāng)引用作為成員時，其占用空間與指針相同（沒找到標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定）。

　　7. 指針和引用的自增（++）運算意義不一樣；

　　聯(lián)系

　　1. 引用在語言內(nèi)部用指針實現(xiàn)（如何實現(xiàn)？）。

　　2. 對一般應(yīng)用而言，把引用理解為指針，不會犯嚴(yán)重語義錯誤。引用是操作受限了的指針（僅容許取內(nèi)容操作）。

　　引用是C++中的概念，初學(xué)者容易把引用和指針混淆一起。一下程序中，n 是m 的一個引用（reference），m是被引用物（referent）。

　　int m；

　　int &n = m；

　　n 相當(dāng)于m 的別名（綽號），對n 的任何操作就是對m 的操作。例如有人名叫王小毛，他的綽號是“三毛”。說“三毛”怎么怎么的，其實就是對王小毛說三道四。所以n 既不是m 的拷貝，也不是指向m 的指針，其實n就是m 它自己。

　　引用的一些規(guī)則如下：

　?。?）引用被創(chuàng)建的同時必須被初始化（指針則可以在任何時候被初始化）。

　?。?）不能有NULL 引用，引用必須與合法的存儲單元關(guān)聯(lián)（指針則可以是NULL）。

　?。?）一旦引用被初始化，就不能改變引用的關(guān)系（指針則可以隨時改變所指的對象）。

　　以下示例程序中，k 被初始化為i 的引用。語句k = j 并不能將k 修改成為j 的引用，只是把k 的值改變成為6.由于k 是i 的引用，所以i 的值也變成了6.

　　int i = 5；

　　int j = 6；

　　int &k = i；

　　k = j； // k 和i 的值都變成了6；

　　上面的程序看起來象在玩文字游戲，沒有體現(xiàn)出引用的價值。引用的主要功能是傳遞函數(shù)的參數(shù)和返回值。C++語言中，函數(shù)的參數(shù)和返回值的傳遞方式有三種：值傳遞、指針傳遞和引用傳遞。

　　以下是“值傳遞”的示例程序。由于Func1 函數(shù)體內(nèi)的x是外部變量n 的一份拷貝，改變x 的值不會影響n， 所以n 的值仍然是0.

　　void Func1（int x）

　　{

　　x = x + 10;

　　}

　　int n = 0;

　　Func1（n）;

　　cout 《《 “n = ” 《《 n 《《 endl;// n = 0

　　以下是“指針傳遞”的示例程序。由于Func2 函數(shù)體內(nèi)的x 是指向外部變量n 的指針，改變該指針的內(nèi)容將導(dǎo)致n 的值改變，所以n 的值成為10.

　　void Func2（int *x）

　　{

　　（* x） = （* x） + 10;

　　}

　　?

　　int n = 0;

　　Func2（&n）;

　　cout 《《 “n = ” 《《 n 《《 endl; // n = 10

　　以下是“引用傳遞”的示例程序。由于Func3 函數(shù)體內(nèi)的x 是外部變量n 的引用，x和n 是同一個東西，改變x 等于改變n，所以n 的值成為10.

　　void Func3（int &x）

　　{

　　x = x + 10;

　　}

　　?

　　int n = 0;

　　Func3（n）;

　　cout 《《 “n = ” 《《 n 《《 endl; // n = 10

　　對比上述三個示例程序，會發(fā)現(xiàn)“引用傳遞”的性質(zhì)象“指針傳遞”，而書寫方式象“值傳遞”。實際上“引用”可以做的任何事情“指針”也都能夠做，為什么還要“引用”

　　這東西？

　　答案是“用適當(dāng)?shù)墓ぞ咦銮∪缙浞值墓ぷ鳌薄?/p>

　　指針能夠毫無約束地操作內(nèi)存中的如何東西，盡管指針功能強大，但是非常危險。

　　就象一把刀，它可以用來砍樹、裁紙、修指甲、理發(fā)等等，誰敢這樣用？

　　如果的確只需要借用一下某個對象的“別名”，那么就用“引用”，而不要用“指針”，以免發(fā)生意外。比如說，某人需要一份證明，本來在文件上蓋上公章的印子就行了，如果把取公章的鑰匙交給他，那么他就獲得了不該有的權(quán)利。

　　指針與引用，在MoreEffective C++ 的條款一有詳細講述，我給你轉(zhuǎn)過來

　　條款一：指針與引用的區(qū)別

　　指針與引用看上去完全不同（指針用操作符‘*’和‘-》’，引用使用操作符‘?！撬鼈兯坪跤邢嗤墓δ?。指針與引用都是讓你間接引用其他對象。你如何決定在什么時候使用指針，在什么時候使用引用呢？

　　首先，要認(rèn)識到在任何情況下都不能用指向空值的引用。一個引用必須總是指向某些對象。因此如果你使用一個變量并讓它指向一個對象，但是該變量在某些時候也可能不指向任何對象，這時你應(yīng)該把變量聲明為指針，因為這樣你可以賦空值給該變量。相反，如果變量肯定指向一個對象，例如你的設(shè)計不允許變量為空，這時你就可以把變量聲明為引用。

　　“但是，請等一下”，你懷疑地問，“這樣的代碼會產(chǎn)生什么樣的后果？”

　　char *pc = 0；// 設(shè)置指針為空值

　　char& rc = *pc；// 讓引用指向空值

　　這是非常有害的，毫無疑問。結(jié)果將是不確定的（編譯器能產(chǎn)生一些輸出，導(dǎo)致任何事情都有可能發(fā)生），應(yīng)該躲開寫出這樣代碼的人除非他們同意改正錯誤。如果你擔(dān)心這樣的代碼會出現(xiàn)在你的軟件里，那么你最好完全避免使用引用，要不然就去讓更優(yōu)秀的程序員去做。我們以后將忽略一個引用指向空值的可能性。

　　因為引用肯定會指向一個對象，在C里，引用應(yīng)被初始化。

　　string& rs；// 錯誤，引用必須被初始化

　　string s（“xyzzy”）；

　　string& rs = s；// 正確，rs指向s

　　指針沒有這樣的限制。

　　string *ps；// 未初始化的指針

　　// 合法但危險

　　不存在指向空值的引用這個事實意味著使用引用的代碼效率比使用指針的要高。因為在使用引用之前不需要測試它的合法性。

　　void printDouble（const double& rd）

　　{

　　cout 《《 rd; // 不需要測試rd，它

　　} // 肯定指向一個double值

　　相反，指針則應(yīng)該總是被測試，防止其為空：

　　void printDouble（const double *pd）

　　{

　　if （pd）

　　{ // 檢查是否為NULL

　　cout 《《 *pd;

　　}

　　}

　　指針與引用的另一個重要的不同是指針可以被重新賦值以指向另一個不同的對象。但是引用則總是指向在初始化時被指定的對象，以后不能改變。

　　string s1（“Nancy”）;

　　string s2（“Clancy”）;

　　string& rs = s1; // rs 引用 s1

　　string *ps = &s1; // ps 指向 s1

　　rs = s2; // rs 仍舊引用s1，

　　// 但是 s1的值現(xiàn)在是

　　// “Clancy”

　　ps = &s2; // ps 現(xiàn)在指向 s2;

　　// s1 沒有改變

　　總的來說，在以下情況下你應(yīng)該使用指針，一是你考慮到存在不指向任何對象的可能（在這種情況下，你能夠設(shè)置指針為空），二是你需要能夠在不同的時刻指向不同的對象（在這種情況下，你能改變指針的指向）。如果總是指向一個對象并且一旦指向一個對象后就不會改變指向，那么你應(yīng)該使用引用。

　　還有一種情況，就是當(dāng)你重載某個操作符時，你應(yīng)該使用引用。最普通的例子是操作符［］。這個操作符典型的用法是返回一個目標(biāo)對象，其能被賦值。

　　vector《int》 v（10）; // 建立整形向量（vector），大小為10;

　　// 向量是一個在標(biāo)準(zhǔn)C庫中的一個模板（見條款35）

　　v［5］ = 10; // 這個被賦值的目標(biāo)對象就是操作符［］返回的值

　　如果操作符［］返回一個指針，那么后一個語句就得這樣寫：

　　*v［5］ = 10;

　　但是這樣會使得v看上去象是一個向量指針。因此你會選擇讓操作符返回一個引用。（這有一個有趣的例外，參見條款30）

　　當(dāng)你知道你必須指向一個對象并且不想改變其指向時，或者在重載操作符并為防止不必要的語義誤解時，你不應(yīng)該使用指針。而在除此之外的其他情況下，則應(yīng)使用指針假設(shè)你有

　　void func（int* p， int&r）;

　　int a = 1;

　　int b = 1;

　　func（&a，b）;

　　指針本身的值（地址值）是以passby value進行的，你能改變地址值，但這并不會改變指針?biāo)赶虻淖兞康闹担?/p>

　　p = someotherpointer；//a is still 1

　　但能用指針來改變指針?biāo)赶虻淖兞康闹担?/p>

　　*p = 123131； // a now is 123131

　　但引用本身是以pass byreference進行的，改變其值即改變引用所對應(yīng)的變量的值

　　r = 1231；// b now is 1231

　　盡可能使用引用，不得已時使用指針。

　　當(dāng)你不需要“重新指向”時，引用一般優(yōu)先于指針被選用。這通常意味著引用用于類的公有接口時更有用。引用出現(xiàn)的典型場合是對象的表面，而指針用于對象內(nèi)部。

　　上述的例外情況是函數(shù)的參數(shù)或返回值需要一個“臨界”的引用時。這時通常最好返回/獲取一個指針，并使用 NULL 指針來完成這個特殊的使命。（引用應(yīng)該總是對象的別名，而不是被解除引用的NULL 指針）。

　　注意：由于在調(diào)用者的代碼處，無法提供清晰的的引用語義，所以傳統(tǒng)的 C 程序員有時并不喜歡引用。然而，當(dāng)有了一些 C++ 經(jīng)驗后，你會很快認(rèn)識到這是信息隱藏的一種形式，它是有益的而不是有害的。就如同，程序員應(yīng)該針對要解決的問題寫代碼，而不是機器本身。