引用与指针的区别

最新推荐文章于 2021-01-15 18:34:05 发布
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#引用 #指针

本文深入探讨了引用与指针的区别，包括引用初始化、引用的特性以及引用与指针的相似与不同之处。

引用与指针的区别：
1、引用必须在声明时将其初始化，指针可以先声明再赋值。

int rats = 101;
int &rodents = rats;//rodents a reference 
int rat;
int &rodent;
rodent = rat;//NO,you can't do this

2、引用更接近const指针，一旦与某个变量关联起来，就将一直效忠于它。

C++ : 引用的实质理解 !!!!
freshman_fantom_ywj的专栏
08-25 3395
   引用的定义:在类型和标识符之间加上一个取地址符,说明该标识符为指定类型的引用         如: int &ref = num;   就是ref是一个int型的引用  引用有什么作用呢?  看下面代码就知道了:   #include using namespace std; int main() { int num = 12; int num1 = 21; int &ref = num; cout
【C++】引用详解——引用与指针的区别
风铃的博客
03-21 1578
文章目录1.引用概念举例2.引用特点举例3.常引用4.引用应用场景1.做参数2.使代码更加简洁化3.做返回值举例5.传值、传引用效率比较5.1参数举例结果5.2返回值举例结果6.指针和引用的共性传引用的汇编代码传地址的汇编代码7.指针和引用的不同 1.引用概念 类型名& 引用变量名（对象名）=引用实体; 引用不是新定义一个变量，而是给已经存在的变量取一个别名，编译器不会为引用变量开辟空间，他和他的引用共用同一块内存 举例 注意：引用类型必须和引用实体是同种和类型的 void Test() {
详细介绍=====c＋＋中的引用与指针的区别
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lyd_253261362的专栏
07-05 2万+
c＋＋中的引用与指针的区别    ★ 相同点：    1. 都是地址的概念；    指针指向一块内存，它的内容是所指内存的地址；引用是某块内存的别名。    ★ 区别：    1. 指针是一个实体，而引用仅是个别名；    2. 引用使用时无需解引用（*），指针需要解引用；    3. 引用只能在定义时被初始化一次，之后不可变；指针可变；    引用“从一而终” ^
引用和指针的区别
weixin_34174132的博客
07-15 194
引用和指针有如下三种区别：1 引用必须在声明时初始化，而指针不用； 2 对于NULL不能引用，而指针可以指向NULL； 3 引用一旦声明，引用的对象不能改变（但对象的值可以改变）；而指针可以随时改变指向的对象。 引用能做到的，指针也可以，但指针更危险； （1）引用被创建的同时必须被初始化（指针则可以在任何时候被初始化）。 （2...
再谈引用与指针的区别
青青的专栏--C/C++ OOA/D Design Pattern
04-23 7057
引用与指针的区别： 常常有人问引用与指针的区别，可能是指针和引用在功能上的相似，而是他们混淆这两个概念， 现在总结以下二者的区别，希望大家能彻底弄清这两个概念根本性的差别： 引用，一个变量的别名，为什么引入别名呢？原因是我们想定义一个变量，他共享另一个变量的 内存空间，使用别名无疑是一个好的选择。变量是什么？是一个内存空间的名字，如果我们给这个 内存空间在起另外一个名字，那就是能够共享这个
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C++ 中引用与指针的区别实例详解
01-02
C++ 中引用与指针的区别实例详解 引用是从C++才引入的，在C中不存在。为了搞清楚引用的概念，得先搞明白变量的定义及引用与变量的区别，变量的要素一共有两个：名称与空间。  引用不是变量，它仅仅是变量的别名，...
C++指针与引用的区别
03-11
C++指针与引用的区别 指针和引用是C++语言中两种不同的概念，初学者容易把它们混淆一起。这两种概念都是地址的概念，但它们有很多不同的特点和应用场景。 相同点 1. 都是地址的概念；指针指向一块内存，它的内容...
C++丨引用传递和指针传递有什么区别？知道的都拿到了大厂的offer
Hsuesh的博客
01-15 2061
这篇文章主要介绍了C++中引用传递与指针传递的区别(面试常见),需要的朋友可以参考下。 在面试的过程中，有不少面试官提了一个问题，C++中引用传递和指针传递的区别？应该不少人联想到了swap函数，只知道既可以用引用来实现，又可以用指针传递来实现，至于二者有何区别，还真没有考虑过。通过在网上搜集资料，自己也整理了一下。 引用的规则： （1）引用被创建的同时必须被初始化（指针则可以在任何时候被初始化）。 （2）不能有NULL引用，引用必须与合法的存储单元关联（指针则可以是NULL）。 ...
引用，引用与指针区别
Find的博客
08-01 673
语法：类型 &引用名=目标变量名； 对数组的引用 语法：类型 (&引用名)[数组中元素数量]=数组名； 对指针的引用 语法：类型 *&引用名=指针名;//可以理解为：（类型*） &引用名=指针名，即将指针的类型当成类型* 常引用 语法：const 类型 &引用名=目标变量名； 4、引用 --- 变量的别名 引用定义：数据类型 &a...
引用与指针区别、特点、以及应用场景
最新发布
12-04
<think> 我们被要求解释引用与指针的区别、特点和应用场景。根据提供的多个引用，我们可以整理出以下内容： ### 引用与指针的区别 1. **初始化要求**： - **引用**：必须在创建时初始化，且必须绑定到一个有效的对象（不能为NULL）[^1][^2][^3][^4]。 - **指针**：定义时可以不初始化，可以在后续任意时刻赋值（包括NULL和指向不同的对象）[^1][^2][^3][^4]。 2. **可修改性**： - **引用**：一旦初始化后，就不能再改变其绑定（即不能重新绑定到另一个对象）[^1][^2][^3][^4]。 - **指针**：可以随时改变指向，指向不同的对象或NULL[^1][^2][^3][^4]。 3. **空值（NULL）**： - **引用**：不存在空引用，必须总是指向某个对象[^1][^2][^3][^4]。 - **指针**：可以为空（NULL/nullptr），即不指向任何对象[^1][^2][^3][^4]。 4. **测试需求**： - **引用**：因为不可能为空，所以使用前不需要测试其合法性[^1][^2][^4]。 - **指针**：使用前通常需要检查是否为空，以避免运行时错误[^1][^2][^4]。 5. **内存占用**： - **引用**：引用本身不占用额外存储空间（它是所引用对象的别名），因此引用的大小就是所引用对象的大小[^2][^3]。但注意，在底层实现上，引用通常通过指针实现，所以可能会有指针大小的开销，但标准没有规定。 - **指针**：指针是一个实体，占用独立的内存空间。其大小取决于系统架构（32位系统为4字节，64位系统为8字节）[^2][^3]。 6. **安全性**： - **引用**：由于必须初始化且不能为空，也不能重新绑定，因此更安全[^2][^4]。 - **指针**：灵活但容易出错，如空指针、野指针等[^2][^4]。 7. **本质**： - **引用**：别名，逻辑上依附于原变量，不是独立的实体[^3]。 - **指针**：是一个实体，存储的是内存地址[^2][^3]。 8. **操作**： - 对引用的操作直接作用于原对象。 - 对指针操作（如解引用）需要显式使用`*`操作符。 ### 特点 - **引用**： - 必须初始化，且绑定后不可更改。 - 无空引用，使用安全。 - 效率高（无需空值检查）。 - 语法上更简洁（使用时无需解引用）。 - **指针**： - 灵活，可重新赋值，可为空。 - 支持算术运算（如指针加减）。 - 可指向动态分配的内存。 - 可指向数组或函数。 ### 应用场景 - **使用引用**： 1. 函数参数传递（尤其大对象，避免复制，且不需要重新绑定）[^4]。 2. 函数返回值（如返回类成员，但注意避免返回局部变量的引用）。 3. 操作符重载（如`operator[]`必须返回引用，因为需要作为左值）[^4]。 4. 需要别名且绑定关系不变的场景。 - **使用指针**： 1. 需要指向动态分配的内存（如`new`分配的内存）。 2. 需要重新指向不同对象（如遍历数组）。 3. 需要空值表示（如链表中的空指针）。 4. 需要指针算术运算（如数组遍历）。 5. 需要传递函数指针或回调函数。 ### 总结表格 | 特性 | 引用 | 指针 | |----------------|--------------------------|--------------------------| | 初始化要求 | 必须初始化 | 可以暂不初始化 | | 可修改性 | 一旦绑定不可更改 | 可随时改变指向 | | 空值 | 不允许 | 允许（NULL/nullptr） | | 测试需求 | 无需测试（总是有效） | 需测试是否为空 | | 内存占用 | 通常不额外占用（别名） | 固定大小（4或8字节） | | 安全性 | 高 | 较低（易出现空指针等） | | 本质 | 别名 | 存储地址的实体 | | 操作复杂度 | 直接使用（无需解引用） | 需解引用（`*`或`->`） | | 适用场景 | 函数参数、返回值、操作符重载 | 动态内存、数据结构、重新指向 | ### 示例代码 ```cpp #include <iostream> using namespace std; int main() { int x = 10; // 引用示例 int &ref = x; // 必须初始化，且绑定到x cout << "ref = " << ref << endl; // 直接使用，无需解引用 // 指针示例 int *ptr = nullptr; // 可以初始化为空 ptr = &x; // 指向x if (ptr != nullptr) { // 需要检查空指针 cout << "*ptr = " << *ptr << endl; // 需要解引用 } return 0; } ``` ### 应用场景示例 1. **函数参数传递（引用）**： ```cpp void swap(int &a, int &b) { int temp = a; a = b; b = temp; } // 调用：swap(x, y); 直接修改实参 ``` 2. **动态内存分配（指针）**： ```cpp int *arr = new int[10]; // 动态分配数组 // ... 使用arr指针 delete[] arr; // 释放内存 ``` 3. **操作符重载（引用）**： ```cpp class Array { public: int& operator[](int index) { // 返回引用，可作左值 return data[index]; } private: int data[100]; }; ``` 4. **链表节点（指针）**： ```cpp struct Node { int data; Node *next; // 必须用指针，因为需要指向其他节点或NULL }; ``` ### 注意事项 - 引用在底层通常通过指针实现，但语言层面隐藏了这一细节。 - 在C++中，引用更安全、简洁，但指针更灵活、功能更强。 - 在函数参数传递中，若不需要修改原对象，应使用`const`引用（如`const string& str`），避免复制并保护数据。 §§相关问题§§ 1. 在C++中，引用作为函数返回值时需要注意什么？ 2. 指针和引用在函数重载中如何区别？ 3. 在什么情况下必须使用指针而不能使用引用？ 4. 如何理解“引用是对象的别名”这句话？ </think>### 引用与指针的区别、特点及应用场景 #### 一、本质区别 | 特性 | 引用 | 指针 | |--------------|--------------------------------|--------------------------------| | **本质** | 对象的别名（依附性）[^3] | 存储地址的独立实体[^2] | | **内存占用** | 不额外占用空间（依附原对象）[^2] | 固定大小（32位4B/64位8B）[^3] | | **实现方式** | 编译器实现的语法糖 | 直接操作内存地址 | 数学表示： - 引用关系：设对象 $O$，其引用 $R$ 满足 $\forall \text{操作 } f, f(R) \equiv f(O)$ - 指针关系：$P$ 指向 $O$ 满足 $P = \text{addr}(O)$ #### 二、核心差异对比 1. **初始化要求** - 引用：**必须初始化**，且绑定后不可更改[^1][^2] ```cpp int a = 10; int &ref = a; // ✔ 正确 int &ref_err; // ✖ 编译错误 ``` - 指针：可延迟初始化，允许 NULL[^4] ```cpp int *ptr = nullptr; // ✔ 合法 ptr = new int(20); // ✔ 重新赋值 ``` 2. **可修改性** - 引用：终身绑定初始对象（类似 `const` 指针）[^3] $$ \text{ref} \xrightarrow{\text{bind}} O_1 \quad \text{(永久关系)} $$ - 指针：可自由重定向 $$ P \xrightarrow{\text{point}} O_1 \quad \xrightarrow{\text{reassign}} O_2 $$ 3. **空值安全性** - 引用：**禁止空引用**，使用无需空值检查[^2][^4] ```cpp void print(int &val) { cout << val; // 无需判空 } ``` - 指针：需显式处理 NULL 情况 ```cpp void print(int *ptr) { if(ptr) cout << *ptr; // 必须判空 } ``` 4. **操作语义** - 引用：直接操作对象（自动解引用） ```cpp ref = 30; // 等价于 a = 30 ``` - 指针：需显式解引用 ```cpp *ptr = 30; // 必须使用 * ``` #### 三、性能与安全 | 维度 | 引用 | 指针 | |------------|------------------------------|--------------------------| | **安全性** | 高（无空引用、无野引用）[^2] | 低（可能空指针/野指针） | | **效率** | 高（无解引用开销）[^1] | 需解引用操作 | | **灵活性** | 低（固定绑定） | 高（任意重定向） | 性能对比（伪代码级）： - 引用操作：$\text{mov } [\text{addr}_a], \text{ value}$ - 指针操作：$\text{mov } \text{tmp}, [\text{addr}_p] \quad \text{mov } [\text{tmp}], \text{ value}$ #### 四、典型应用场景 1. **必须使用引用的场景** - 函数参数传递（避免拷贝大对象）[^4] ```cpp void processBigData(const BigData &data); // 高效传递 ``` - 操作符重载（需返回左值）[^4] ```cpp vector<T>::operator[](size_t idx) { return elements[idx]; // 必须返回引用 } ``` - 范围 for 循环 ```cpp for(auto &item : container) // 修改原元素 item.modify(); ``` 2. **必须使用指针的场景** - 动态内存管理 ```cpp TreeNode *root = new TreeNode(); // 堆分配 ``` - 多态操作（基类指针） ```cpp Shape *shape = new Circle(); shape->draw(); // 运行时多态 ``` - 可选参数传递 ```cpp void config(Options *opts = nullptr); // 可选配置 ``` 3. **可互换但推荐引用的场景** - 函数返回值（返回非临时对象） ```cpp string &getName() { return m_name; } // 高效返回成员 ``` - 链式调用 ```cpp Logger &log().setLevel(DEBUG); // 返回自引用 ``` #### 五、设计选择原则 1. **优先引用**：当满足 - 需要语法简洁性 - 对象生命周期可控 - 无需重绑定 - 避免空值风险 2. **必须指针**：当存在 - 动态内存管理需求 - 多态需求 - 可选参数（可能为空） - 需要指针算术运算 > 📌 **经验法则**： > - 函数参数传递：90% 场景用 `const T&` > - 资源管理：100% 用指针（配合智能指针） > - 返回值：返回新对象用值，返回现有对象用引用
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