c++ 引用和指針區別

初學C++時，很容易把指針和引用的用法混在一起，下面通過一些示例來說明指針和引用兩者之間的差別。

1、兩者的定義和性質不同

指針是一個變量，存儲的是一個地址，指向內存的一個存儲單元；

引用是原變量的一個別名，跟原來的變量實質上是同一個東西。

int a = 996;
int *p = &a; // p是指針, &在此是求地址運算
int &r = a; // r是引用, &在此起標識作用

上面定義了一個整型變量 a，p 是一個指針變量，p 的值是變量 a 的地址；

而引用 r，是 a 的一個別名，在內存中 r 和 a 占有同一個存儲單元。

2、指針可以有多級，引用只能是一級

int **p; // 合法
int &&a; // 不合法

3、指針可以在定義的時候不初始化，引用必須在定義的時候初始化

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

4、指針可以指向NULL，引用不可以為NULL

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

5、指針初始化之后可以再改變，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 更改為 b 的地址
r = b; 	// 不合法, r 不可以再變

6、sizeof 的運算結果不同

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

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

在64位機器上，int* 類型的大小為8個字節，int類型的大小為4個字節。

sizeof 是C/C++ 中的一個操作符（operator），其作用就是返回一個對象或者類型所占的內存字節數。

7、自增運算意義不同

如下圖所示，p++之后指向a后面的內存，r++相當于a++。

8、指針和引用作為函數參數時，指針需要檢查是否為空，引用不需要

void fun_p(int *p)
{
    // 需要檢查P是否為空
    if (p == NULL) 
    {
        // do something
    }
}

void fun_r(int &r)
{
    // 不需要檢查r
    // do something
}

使用引用的意義和作用：

既然引用時變量的別名，那別名的意義有時什么呢？

1. 引用作為函數的參數，其作用與指針作為函數參數相似，函數對形參的操作，等于對實參本身進行操作；

2. 函數調用時，系統采用值傳遞的方式將實參的值傳遞給形參，系統會在內存中開辟空間來存儲形參變量，并將實參的值復制給形參，而采用引用作為函數形參，只要傳給函數實參的別名，不需要耗費時間在內存中開辟空間存儲形參，使用引用，可以提高函數的時間效率，并節省內存空間。

3. C++中推薦使用引用而非指針作為函數的參數，指針作為函數形參變量時，調用函數時仍需要在內存中分配空間。

4. C++的數組類型是帶有長度信息的，引用傳遞時如果是數組必須指定數組的長度。

#include <iostream>
using namespace std;
 
// 函數聲明
void swap(int& x, int& y);
 
int main ()
{
   // 局部變量聲明
   int a = 100;
   int b = 200;
 
   cout << "交換前，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交換前，b 的值：" << b << endl;
 
   /* 調用函數來交換值 */
   swap(a, b);
 
   cout << "交換后，a 的值：" << a << endl;
   cout << "交換后，b 的值：" << b << endl;
 
   return 0;
}
 
// 函數定義
void swap(int& x, int& y)
{
   int temp;
   temp = x; /* 保存地址 x 的值 */
   x = y;    /* 把 y 賦值給 x */
   y = temp; /* 把 x 賦值給 y  */
  
   return;
}

當上面的代碼被編譯和執行時，它會產生下列結果：
交換前，a 的值： 100
交換前，b 的值： 200
交換后，a 的值： 200
交換后，b 的值： 100