C++學習筆記 c++引用（&）與指針（*）的差別

c++引用（&）與指針（*）的差別（着重了解）  ★ 相同點：

    1. 都是位址的概念；

    指針指向一塊記憶體，它的内容是所指記憶體的位址；引用是某塊記憶體的别名。

    ★ 差別：

    1. 指針是一個實體，而引用僅是個别名；

    2. 引用使用時無需解引用（*），指針需要解引用；

    3. 引用隻能在定義時被初始化一次，之後不可變；指針可變；     引用“從一而終” 

    4. 引用沒有 const，指針有 const，const 的指針不可變；

    5. 引用不能為空，指針可以為空；

    6. “sizeof 引用”得到的是所指向的變量（對象）的大小，而“sizeof 指針”得到的是指針本身（所指向的變量或對象的位址）的大小；

    typeid（T） == typeid（T&） 恒為真，sizeof（T） == sizeof（T&） 恒為真，但是當引用作為成員時，其占用空間與指針相同（沒找到标準的規定）。

    7. 指針和引用的自增（++）運算意義不一樣；

    ★ 聯系

    1. 引用在語言内部用指針實作（如何實作？）。

    2. 對一般應用而言，把引用了解為指針，不會犯嚴重語義錯誤。引用是操作受限了的指針（僅容許取内容操作）。

    引用是C++中的概念，初學者容易把引用和指針混淆一起。一下程式中，n 是m 的一個引用（reference），m是被引用物（referent）。

    int m；

    int &n = m；

    n 相當于m 的别名（綽号），對n 的任何操作就是對m 的操作。例如有人名叫王小毛，他的綽号是“三毛”。說“三毛”怎麼怎麼的，其實就是對王小毛說三道四。是以n 既不是m 的拷貝，也不是指向m 的指針，其實n就是m 它自己。

    引用的一些規則如下：

    （1）引用被建立的同時必須被初始化（指針則可以在任何時候被初始化）。

    （2）不能有NULL 引用，引用必須與合法的存儲單元關聯（指針則可以是NULL）。

    （3）一旦引用被初始化，就不能改變引用的關系（指針則可以随時改變所指的對象）。

    以下示例程式中，k 被初始化為i 的引用。語句k = j 并不能将k 修改成為j 的引用，隻是把k 的值改變成為6.由于k 是i 的引用，是以i 的值也變成了6.

    int i = 5；

    int j = 6；

    int &k = i；

    k = j； // k 和i 的值都變成了6；

    上面的程式看起來象在玩文字遊戲，沒有展現出引用的價值。引用的主要功能是傳遞函數的參數和傳回值。C++語言中，函數的參數和傳回值的傳遞方式有三種：值傳遞、指針傳遞和引用傳遞。

    以下是“值傳遞”的示例程式。由于Func1 函數體内的x是外部變量n 的一份拷貝，改變x 的值不會影響n， 是以n 的值仍然是0.

void Func1(int x) { x = x + 10; } int n = 0; Func1(n); cout << “n = ” << n << endl;// n = 0

    以下是“指針傳遞”的示例程式。由于Func2 函數體内的x 是指向外部變量n 的指針，改變該指針的内容将導緻n 的值改變，是以n 的值成為10.

void Func2(int *x) { (* x) = (* x) + 10; } ⋯ int n = 0; Func2(&n); cout << “n = ” << n << endl; // n = 10

    以下是“引用傳遞”的示例程式。由于Func3 函數體内的x 是外部變量n 的引用，x和n 是同一個東西，改變x 等于改變n，是以n 的值成為10.

void Func3(int &x) { x = x + 10; } ⋯ int n = 0; Func3(n); cout << “n = ” << n << endl; // n = 10

對比上述三個示例程式，會發現“引用傳遞”的性質象“指針傳遞”，而書寫方式象“值傳遞”。實際上“引用”可以做的任何事情“指針”也都能夠做，為什麼還要“引用”

    這東西？

    答案是“用适當的工具做恰如其分的工作”。

    指針能夠毫無限制地操作記憶體中的如何東西，盡管指針功能強大，但是非常危險。

    就象一把刀，它可以用來砍樹、裁紙、修指甲、理發等等，誰敢這樣用？

    如果的确隻需要借用一下某個對象的“别名”，那麼就用“引用”，而不要用“指針”，以免發生意外。比如說，某人需要一份證明，本來在檔案上蓋上公章的印子就行了，如果把取公章的鑰匙交給他，那麼他就獲得了不該有的權利。

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    摘自「高品質c＋＋程式設計」

    指針與引用，在MoreEffective C++ 的條款一有詳細講述，我給你轉過來

    條款一：指針與引用的差別

    指針與引用看上去完全不同（指針用操作符‘*’和‘->’，引用使用操作符‘&’），但是它們似乎有相同的功能。指針與引用都是讓你間接引用其他對象。你如何決定在什麼時候使用指針，在什麼時候使用引用呢？

    首先，要認識到在任何情況下都不能用指向空值的引用。一個引用必須總是指向某些對象。是以如果你使用一個變量并讓它指向一個對象，但是該變量在某些時候也可能不指向任何對象，這時你應該把變量聲明為指針，因為這樣你可以賦空值給該變量。相反，如果變量肯定指向一個對象，例如你的設計不允許變量為空，這時你就可以把變量聲明為引用。

    “但是，請等一下”，你懷疑地問，“這樣的代碼會産生什麼樣的後果？”

    char *pc = 0；// 設定指針為空值

    char& rc = *pc；// 讓引用指向空值

    這是非常有害的，毫無疑問。結果将是不确定的（編譯器能産生一些輸出，導緻任何事情都有可能發生），應該躲開寫出這樣代碼的人除非他們同意改正錯誤。如果你擔心這樣的代碼會出現在你的軟體裡，那麼你最好完全避免使用引用，要不然就去讓更優秀的程式員去做。我們以後将忽略一個引用指向空值的可能性。

    因為引用肯定會指向一個對象，在C裡，引用應被初始化。

    string& rs；// 錯誤，引用必須被初始化

    string s（"xyzzy"）；

    string& rs = s；// 正确，rs指向s

    指針沒有這樣的限制。

    string *ps；// 未初始化的指針

    // 合法但危險

    不存在指向空值的引用這個事實意味着使用引用的代碼效率比使用指針的要高。因為在使用引用之前不需要測試它的合法性。

void printDouble(const double& rd) {      cout << rd; // 不需要測試rd,它 } // 肯定指向一個double值 相反，指針則應該總是被測試，防止其為空： void printDouble(const double *pd) {      if (pd)      { // 檢查是否為NULL            cout << *pd;      } }

    指針與引用的另一個重要的不同是指針可以被重新指派以指向另一個不同的對象。但是引用則總是指向在初始化時被指定的對象，以後不能改變。

string s1("Nancy"); string s2("Clancy"); string& rs = s1; // rs 引用 s1 string *ps = &s1; // ps 指向 s1 rs = s2; // rs 仍舊引用s1, // 但是 s1的值現在是 // "Clancy" ps = &s2; // ps 現在指向 s2; // s1 沒有改變

    總的來說，在以下情況下你應該使用指針，一是你考慮到存在不指向任何對象的可能（在這種情況下，你能夠設定指針為空），二是你需要能夠在不同的時刻指向不同的對象（在這種情況下，你能改變指針的指向）。如果總是指向一個對象并且一旦指向一個對象後就不會改變指向，那麼你應該使用引用。

    還有一種情況，就是當你重載某個操作符時，你應該使用引用。最普通的例子是操作符[].這個操作符典型的用法是傳回一個目标對象，其能被指派。

vector<int> v(10); // 建立整形向量（vector），大小為10; // 向量是一個在标準C庫中的一個模闆(見條款35) v[5] = 10; // 這個被指派的目标對象就是操作符[]傳回的值 如果操作符[]傳回一個指針，那麼後一個語句就得這樣寫： *v[5] = 10;

    但是這樣會使得v看上去象是一個向量指針。是以你會選擇讓操作符傳回一個引用。（這有一個有趣的例外，參見條款30）

    當你知道你必須指向一個對象并且不想改變其指向時，或者在重載操作符并為防止不必要的語義誤解時，你不應該使用指針。而在除此之外的其他情況下，則應使用指針假設你有

void func(int* p, int&r); int a = 1; int b = 1; func(&a,b);

    指針本身的值（位址值）是以passby value進行的，你能改變位址值，但這并不會改變指針所指向的變量的值，

    p = someotherpointer；//a is still 1

    但能用指針來改變指針所指向的變量的值，

    *p = 123131； // a now is 123131

    但引用本身是以pass byreference進行的，改變其值即改變引用所對應的變量的值

    r = 1231；// b now is 1231

    盡可能使用引用，不得已時使用指針。

    當你不需要“重新指向”時，引用一般優先于指針被選用。這通常意味着引用用于類的公有接口時更有用。引用出現的典型場合是對象的表面，而指針用于對象内部。

    上述的例外情況是函數的參數或傳回值需要一個“臨界”的引用時。這時通常最好傳回/擷取一個指針，并使用 NULL 指針來完成這個特殊的使命。（引用應該總是對象的别名，而不是被解除引用的NULL 指針）。

    注意：由于在調用者的代碼處，無法提供清晰的的引用語義，是以傳統的 C 程式員有時并不喜歡引用。然而，當有了一些 C++ 經驗後，你會很快認識到這是資訊隐藏的一種形式，它是有益的而不是有害的。就如同，程式員應該針對要解決的問題寫代碼，而不是機器本身。