c++ 引用和指针区别

初学C++时，很容易把指针和引用的用法混在一起，下面通过一些示例来说明指针和引用两者之间的差别。

1、两者的定义和性质不同

指针是一个变量，存储的是一个地址，指向内存的一个存储单元；

引用是原变量的一个别名，跟原来的变量实质上是同一个东西。

int a = 996;
int *p = &a; // p是指针, &在此是求地址运算
int &r = a; // r是引用, &在此起标识作用

上面定义了一个整型变量 a，p 是一个指针变量，p 的值是变量 a 的地址；

而引用 r，是 a 的一个别名，在内存中 r 和 a 占有同一个存储单元。

2、指针可以有多级，引用只能是一级

int **p; // 合法
int &&a; // 不合法

3、指针可以在定义的时候不初始化，引用必须在定义的时候初始化

int *p; // 合法
int &r; // 不合法
int a = 996;
int &r = a; // 合法

4、指针可以指向NULL，引用不可以为NULL

int *p = NULL; // 合法
int &r = NULL; // 不合法

5、指针初始化之后可以再改变，引用不可以

int a = 996;
int *p = &a; // 初始化, p 是 a 的地址
int &r = a; // 初始化, r 是 a 的引用

int b = 885;
p = &b;	// 合法, p 更改为 b 的地址
r = b; 	// 不合法, r 不可以再变

6、sizeof 的运算结果不同

int a = 996;
int *p = &a;
int &r = a;

cout << sizeof(p); // 返回 int* 类型的大小
cout << sizeof(r); // 返回 int 类型的大小

在64位机器上，int* 类型的大小为8个字节，int类型的大小为4个字节。

sizeof 是C/C++ 中的一个操作符（operator），其作用就是返回一个对象或者类型所占的内存字节数。

7、自增运算意义不同

如下图所示，p++之后指向a后面的内存，r++相当于a++。

8、指针和引用作为函数参数时，指针需要检查是否为空，引用不需要

void fun_p(int *p)
{
    // 需要检查P是否为空
    if (p == NULL) 
    {
        // do something
    }
}

void fun_r(int &r)
{
    // 不需要检查r
    // do something
}

使用引用的意义和作用：

既然引用时变量的别名，那别名的意义有时什么呢？

1. 引用作为函数的参数，其作用与指针作为函数参数相似，函数对形参的操作，等于对实参本身进行操作；

2. 函数调用时，系统采用值传递的方式将实参的值传递给形参，系统会在内存中开辟空间来存储形参变量，并将实参的值复制给形参，而采用引用作为函数形参，只要传给函数实参的别名，不需要耗费时间在内存中开辟空间存储形参，使用引用，可以提高函数的时间效率，并节省内存空间。

3. C++中推荐使用引用而非指针作为函数的参数，指针作为函数形参变量时，调用函数时仍需要在内存中分配空间。

4. C++的数组类型是带有长度信息的，引用传递时如果是数组必须指定数组的长度。

#include <iostream>
using namespace std;
 
// 函数声明
void swap(int& x, int& y);
 
int main ()
{
   // 局部变量声明
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   cout << "交换前，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换前，b 的值：" << b << endl;
 
   /* 调用函数来交换值 */
   swap(a, b);
 
   cout << "交换后，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交换后，b 的值：" << b << endl;
 
   return 0;
}
 
// 函数定义
void swap(int& x, int& y)
{
   int temp;
   temp = x; /* 保存地址 x 的值 */
   x = y;    /* 把 y 赋值给 x */
   y = temp; /* 把 x 赋值给 y  */
  
   return;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
交换前，a 的值： 100
交换前，b 的值： 200
交换后，a 的值： 200
交换后，b 的值： 100