指针和引用的区别

指针和引用的区别

指针和引用都是地址的概念。

指针：是保存另一个变量内存地址的变量，指针通过 * 访问保存的内存地址所指向的值；

引用：是另一个变量的别名，一旦被初始化就不能被改变，引用可以认为是一个具有自动间接性的常量指针，相当于编译器帮助实现了自动间接性取值，即：编译器帮助加上了 * 。引用内部实现为指针。

指针是在 C 语言中就已存在，功能非常强大，但是许多的不安全因素也都是指针导致的。引用是 C++ 中引入的概念，引用使用起来更加安全。

但是，C++引入引用的直接原因是支持 C++ 重载，来看下面一个例子：

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
    int x = 10;
    int *p = &x;
    int &y = x;
 
    cout<<"*p = "<<*p<<endl;
    cout<<" y = "<<y<<endl;
}

输出为：

*p = 10
 y = 10

上面的例子可以通过下图来理解：

变量 p 存储 x 的地址，x 和 y 都是 10 的名称。

接下来详细的讲解一下指针和引用的区别。

初始化

• 引用在定义时必须被初始化，因为它直接指向一个已存在的对象；
• 指针在定义时不必立即初始化，可以在后续赋值。

可变性

• 引用一旦初始化为指向某个对象，就不能改变为指向其他对象；
• 指针可以随时改变指向另一个同类型的对象。

空值

• 引用不能为空，它总是指向某个对象；
• 指针可以为空，允许指向空值。

解引用

• 使用引用时，不需要解引用操作（如使用 * 运算符）来访问所指向的值；
• 指针需要使用 * 运算符来解引用以访问所指向的值。

内存占用

• 引用在声明时不需要分配额外的内存空间，因为它仅仅是原变量的别名；
• 指针需要占用一定的内存空间，因为它存储的是另一个变量的地址。

安全性

• 引用被认为是更安全的，因为它们不能被设置为空，且一旦初始化后就不可改变；
• 指针可能被设置为空或指向不同的对象，因此在使用时可能需要额外的空值检查，从而增加了出错的可能性。

编译时处理

• 编译器在编译时将引用添加到符号表中，记录的是引用对象的地址；
• 编译器在编译时将指针添加到符号表中，记录的是指针变量的地址。

sizeof

• 对引用使用 sizeof 得到的是变量的大小；
• 对指针使用 sizeof 得到的是变量的地址的大小。

级数

理论上指针的级数没有限制，但引用只有一级。即不存在引用的引用，但可以有指针的指针。

运算能力

• 指针可以进行算术运算，如加减法，这些运算实际上是对指针所指向的内存地址进行操作；
• 引用不能进行这样的运算，或者说效果不一样。例如就++操作而言，对引用的操作直接反应到所指向的对象，而不是改变指向。