指针与引用

指针

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

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。（教科书标准）

指针与引用的区别

• 引用不可以为空，当被创建的时候，必须初始化，而指针可以是空值，可以在任何时候被初始化
• 有const指针，但是没有const引用
• 指针的值可以为空，但是引用的值不能为空，并且引用在定义的时候必须初始化
• 指针的值在初始化后可以改变，即指向其它的存储单元，而引用在进行初始化后就不会再改变
• sizeof 引用得到的是所指向的变量(对象)的大小，而sizeof pointer”得到的是指针本身的大小，在64位机器下为8字节
• 指针可以有多级，但是引用只能是一级
• 如果返回动态内存分配的对象或者内存，必须使用指针，引用可能引起内存泄漏
• 指针和引用的自增(++)运算意义不一样

函数传参

指针传参数

演示代码如下，编译g++ main.c -o main -std=c++11：

#include <iostream>
#include "stdio.h"
using namespace std;
void swap(int *a, int *b) {
    int *tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}
void testp(int *p) {
    int c = 5;
    p = &c;
    cout << p << " " << *p << endl;
}
int main(int argc, char** argv) {
    int a = 1, b = 2;
    swap(&a,&b);
    cout << a << " " << b << endl;

    int *p = nullptr;
    testp(p);
    if (p == nullptr)
        cout << "p is nullptr" << endl;
    else
        cout << p << " " << *p << endl;

    return 0;
}

编译运行之后的结果：

image.png

可以观察到的结果：

1. swap函数没有交换a，b的值
2. 在testp函数中指针p是地址，*p取到了变量c的值
3. testp函数没有返回后没有改变传入的指针参数p

引用传参数

#include <iostream>
#include "stdio.h"
using namespace std;
void testp(int &p) {
    cout << &p << " " << p << endl;
    p = 5;
    cout << &p << " " << p << endl;
}
int main(int argc, char** argv) {
    int p = 1;
    cout << &p << " " << p << endl;
    testp(p);
    return 0;
}

可以看到结果：

1. 变量P三次地址都没有改变
2. 变量P的值在函数testp中最后一次改变了

运行如下：

image.png

引用实质

我们知道在C语言中无法使用引用传参数，引用传参数是C++的语法。那么C语言中如何实现类似的功能呢？

#include "stdio.h"
void swap(int *const a, int *const b) {
     int tmp = *a;
     *a = *b;
     *b = tmp;
}
int main(int argc, char** argv) {
    int x=10,y=20;
    swap(&x,&y);
    printf("%d %d\n", x, y);
    return 0;
}

如上代码就是C语言中的实现，同样也能实现x，y的值交换，只不过函数传的参数是int *const类型。
实际上，在引用中int &b=a这一句代码可被编译器看做int * const b=&a，加上const的作用是表明指针b的自身的值（a的地址）不能改变，而指向的值（a的值）可以改变。也就是说引用相当于指针，引用与指针在编译时的方法一样，指向的都是变量的内存地址。但是也有一些不同点如下：

1. 在定义方式中引用储存的是值，而指针是一个变量的拷贝，存储的是地址
2. 引用只能对已经存在的变量或对象实现引用，而指针则不需要，可以定义为空
3. 在函数的传参中，如果传递的是一个引用，意味着这个变量或对象已经存在了；如果传递的是一个指针，则不能判断这个指针是不是有效的，是不是空的，因此在函数体 中大多数都得进行指针是否为空的判断。但是虽然引用较为安全，但是利用指针来传参效率较快
4. 引用是直接访问变量，不用分配自己的内存空间，而指针是间接访问，需要定义，需要有自己的内存空间

所以实际开发中，使用哪种方式应该由开发者自己来定，按照开发的需求来定。