还记得指针与引用吗？说下呗！

灿视学长

发布于 2021-05-28 15:04:44

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浅谈C++中指针和引用的区别

在C++中，我们常常使用到指针和引用，但对于它们的区别，很多C++的老手也容易混淆。

下面我们就来浅谈一下C++中指针和引用的区别，而这也是在面试时常会被问到的。

1.基础概念

（1）指针

在C/C++语言中，指针一般被认为是指针变量，指针变量的内容存储的是其指向的对象的首地址，指向的对象可以是变量（指针变量也是变量），数组，函数等占据存储空间的实体。

①创建指针变量

//格式：type *var-name;
int    *ip;    /* 一个整型的指针 */
double *dp;    /* 一个 double 型的指针 */
float  *fp;    /* 一个浮点型的指针 */
char   *ch;    /* 一个字符型的指针 */

（2）引用

引用变量是一个别名，也就是说，它是某个已存在变量的另一个名字。一旦把引用初始化为某个变量，就可以使用该引用名称或变量名称来指向变量。

①创建并初始化

//格式：type &var-name = var2;
//（注：var2为之前已定义的目标变量名）
int i = 17;
int &r = i;
double &s = d;

②引用的三个特点

不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。
一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。
引用必须在创建时被初始化。

2.指针和引用的区别

(1)性质上的区别

①关于创建和初始化的不同

指针：任何时候均可被初始化，指针可以在任何时候指向到另一个对象，即指向其它的存储单元。

引用：创建时就需要初始化，一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。

②关于实质

指针：是一个变量，只不过这个变量存储的是一个地址，指向内存的一个存储单元。

引用：跟原来的变量实质上是同一个东西，只不过是原变量的一个别名而已。对引用的操作与对变量直接操作完全一样。

例如：

//指针
int a=1;  //定义一个整型变量a
int *p=&a;  //定义一个指针变量p，该指针变量指向a的存储单元，即p的值是a存储单元的地址。

//引用
int a=1;  //定义一个整型变量a
int &b=a;  //定义一个引用b指向变量a，a和b是同一个东西，在内存占有同一个存储单元。

③关于空（NULL）的概念

指针：存在空指针。

引用：不存在空引用。

（注：空指针的定义和使用）

#include <iostream>

using namespace std;

int main ()
{
  int *ptr = NULL;

  cout << "ptr 的值是 " << ptr ;
 
  return 0;
}

//如需检查一个空指针，您可以使用 if 语句，如下所示：
if(ptr)     /* 如果 ptr 非空，则完成 */
if(!ptr)    /* 如果 ptr 为空，则完成 */

④关于多级

指针：可以有多级，如int *ip; /* 一个整型的指针 */ ，int **p; /* 一个整型指针的指针 */ 。

引用：只能是一级，如int a = 1;int &b = a; /* 一个整型变量的引用 */ 是合法的，但~~int &&a~~是不合法的。

⑤关于const

指针：可以有const指针。

引用：没有const引用。

⑥关于sizeof

"sizeof指针"：得到的是指针本身的大小。

"sizeof引用"：得到的是所指向的变量(对象)的大小。

⑦关于运算

指针和引用的自增(++)运算意义不一样。

(2)作为参数传递时的区别

①指针作为参数进行传递：

=> 如果要想达到也同时修改的目的的话，就得使用引用了。

#include<iostream>
using namespace std;

void swap(int *a,int *b)
{
  int temp=*a;
  *a=*b;
  *b=temp;
}

void test(int *p)
{
  int a=1;
  p=&a;
  cout<<p<<" "<<*p<<endl;
}

int main(void)
{
    int a=1,b=2;
    swap(&a,&b);
    cout<<a<<" "<<b<<endl;
    
    int *p=NULL;
    test(p);
    if(p==NULL)
    cout<<"指针p为NULL"<<endl;
    system("pause");
    return 0;
}

//运行结果为：
2 1       
0x61fddc 1
指针p为NULL

=> swap函数中，使用指针作为参数，传递过来的是实参的地址（即&a和&b）。因此使用*a实际上是取存储在实参内存单元里的数据，则对*a的赋值即是对传入实参的赋值，因此可以实现对实参进行改变的目的。

=> test函数中，事实上传递的也是地址，只不过传递的是地址。也就是说将指针变量作为参数进行传递时，事实上是“值传递”的方式，C语言中实参变量和形参变量之间的数据传递是单向的“值传递”方式。指针变量做函数参数也要遵循这一规则。当把指针作为参数进行传递时，也是将实参的一个拷贝传递给形参，即上面程序main函数中的p和test函数中使用的p不是同一个变量，存储2个变量p的单元也不相同（只是2个p指向同一个存储单元）。所以在test函数中对p进行修改，并不会影响到main函数中的p的值。

②将引用作为函数的参数进行传递。

在讲引用作为函数参数进行传递时，实质上传递的是实参本身，而不是实参的拷贝，对形参的修改就是对实参的修改。因此在用引用进行参数传递时，不仅节约时间，而且可以节约空间。

例如：

#include<iostream>
using namespace std;

void test(int *&p)
{
  int a=1;
  p=&a;
  cout<<p<<" "<<*p<<endl;
}

int main(void)
{
    int *p=NULL;
    test(p);
    if(p!=NULL)
    cout<<"指针p不为NULL"<<endl;
    system("pause");
    return 0;
}

//运行结果为：
0x22ff44 1
指针p不为NULL

这足以说明用引用进行参数传递时，事实上传递的是实参本身，而不是拷贝。

所以在上述要达到同时修改指针的目的的话，就得使用引用了。

总结

对于C++/C语言来说，如何使用指针是必考题，而与指针相关的引用也常会被作为面试题之一。能对它们进行区分辨别是很重要的。

引用

https://www.cnblogs.com/dolphin0520/archive/2011/04/03/2004869.html
https://www.runoob.com/cplusplus/cpp-references.html
https://baike.baidu.com/item/%E6%8C%87%E9%92%88/2878304?fr=aladdin

有趣的经验分享

- END -

大家好，我是灿视。目前是位算法工程师 + 创业者 + 奶爸的时间管理者！

我曾在百度与腾讯担任算法工程师，即将读博。我在19，20年连续推出两版《百面计算机视觉》，帮助了数百位同学们斩获了BAT等大小厂算法Offer。

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