引用和指针概念及区别

一、引用和指针

指针:指针是一个特殊的变量,它里面存储的的数值为内存里的一个地址,通过*访问内存地址所指向的值

引用:引用不是新定义一个变量,而是给已存在变量取了一个别名,编译器不会为引用变量开辟内存空间,它和它引用的变量共用同一块内存空间。

举一个简单的例子:

int main()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;     //定义引用类型,可以理解为ra就是a的一个别名
    //打印a和ra的值,都是10
	printf("%d\n", a);
	printf("%d\n", ra);
	return 0;
}

引用特性:

1.引用在定义时必须初始化

2.一个变量可以有多个引用

3.引用一旦引用一个实体,就不能再引用另一个实体

4.常引用

普通引用:int a=10;
         int& ra=a;
普通引用可以通过引用来修改变量的值,相当于int* const a

常引用:const int a=10;
       const int& ra=a;
常引用不能通过引用来改变变量的值,相当于const int* const a

同类型的常引用:

int main()
{
	const int a = 10;
	//int& ra = a;    //此时编译报错,因为a是常量,不能通过普通引用来引用a
	const int& ra = a;

	//int& ra=10;     //编译也会报错,因为10为常量
	const int& b = 10;
}

 不同类型的常引用:

但是当我们用const int& rd=d;来进行引用时,编译会通过,而且当我们修改d的值之后,按照引用的规则,rd和d的值都应该修改,但是实际上打印出来的结果,只有d被修改,而rd并没有被修改,这是为什么呢?

 

 上述问题,我们可以通过调试来看出问题所在,d和rd并非是同一块内存空间,修改d的值并不影响rd,为什么会这样呢?因为const int& rd=d;执行时候,编译器发现double和int之间可以发生隐式转换,于是重新创建了一块整形的空间,将d变量中整形部分放入到临时空间中,而临时空间又是编译器在栈上开辟的,用户并不知道这块空间的名字和地址,自然空间中的值就修改不了了,即临时空间具有常性。

 

 二、指针和引用的区别

在语法概念上,引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共同使用同一块内存空间

但是对于底层实现来说,实际上是有空间的,我们可以发现底层实现引用和指针的方式一模一样,这就说明引用时按照指针的方式实现的。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int a = 10;

	int* pa = &a;
	*pa = 100;

	int& ra = a;
	ra = 100;

	return 0;
}

 

 不同点:

1. 引用概念上定义一个变量的别名,指针存储一个变量地址

2. 引用在定义时必须初始化,指针没有要求

3. 引用在初始化时引用一个实体后,就不能再引用其他实体,而指针可以在任何时候指向任何一个同类型 实体

4. 没有NULL引用,但有NULL指针

5. 在sizeof中含义不同:引用结果为引用类型的大小,但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占 4个字节)

6. 引用自加即引用的实体增加1,指针自加即指针向后偏移一个类型的大小

7. 指针有多级指针,但是引用没有多级引用

8. 访问实体方式不同,指针需要显式解引用,引用编译器自己处理

9. 引用比指针使用起来相对更安全

### C语言中引用指针概念区别及用法 #### 一、概念上的差异 C语言并不直接支持引用这一特性,而是在其衍生语言C++中引入了引用机制。然而,在C语言中可以通过指针来模拟引用的行为。 - 指针是一个变量,存储的是另一个变量的内存地址[^1]。它可以直接被赋值为其他变量的地址,并且能够动态地更改所指向的内容。 - 引用则是一种别名机制,通常用于表示某个特定对象的一个替代名称。一旦初始化完成,引用就始终绑定到同一个目标上,无法重新定向至新的实体[^4]。 #### 二、语法层面的不同之处 从语义角度来看两者存在显著差别: - 定义方面:创建一个普通的整型数值`int value = 5;`之后, - 对应于该值设置一个指针形式如下所示 `int* ptr=&value;` 这里表明ptr现在保存着value所在位置的信息; - 而如果采用引用方式,则写成这样子:`int& ref=value;`,意味着ref成为了访问这个原始数据的新途径[^3]。 ```c // 示例代码展示指针引用的基本定义方法对比 #include<stdio.h> int main(){ int num=9; // 使用指针 int *pointer_to_num=&num; printf("Value via pointer:%d\n",*pointer_to_num); // 如果是C++, 可以使用引用 (此处仅为说明, 实际运行需切换编译器) /* int &reference_to_num=num; std::cout << "Value via reference:"<<reference_to_num<<std::endl; */ } ``` #### 三、安全性考量下的优劣比较 由于引用一经设定便不可再变更为另一项资源关联起来的特点决定了相比起灵活多变却容易引发错误操作风险较高的指针来说更加可靠稳定一些。另外值得注意的一点在于多重间接寻址对于前者而言毫无意义——不存在所谓“双重”或者更高阶次级别的引用结构;而对于后者却是完全可行并广泛应用于实际开发场景之中。 #### 四、具体应用场景举例分析 当涉及到交换两个数的位置这样的需求时,传统做法往往借助临时中间量配合逻辑判断达成目的。但如果运用得当的话,无论是基于指针还是引用都能够简化流程提高效率。下面给出一段利用常量限定符修饰后的版本作为例子: ```c /* 利用指针实现swap函数 */ void swap(int *const a,int *const b){ int temp=*a; *a=*b; *b=temp; } int main(){ int firstNumber=1,lastNumber=-1; /* 将两者的地址传入即可*/ swap(&firstNumber,&lastNumber); } ``` 上述片段展示了如何通过固定住形参列表里的指针本身从而防止意外篡改原调用处的数据成员关系网状图情况发生的同时完成了必要的互换动作[^5]。 ---
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