c++中引用和指针的区别

2013-09-28

感谢antou的投稿。

许多人对于引用和指针的区别与联系很纠结(包括我在内O(∩_∩)O哈哈~),最近看到一篇关于引用和指针区别和联系的文章,感觉茅塞顿开,在这里和大家分享下:

C++中的引用和指针

★ 相同点:

  1. 都是地址的概念;
    指针指向一块内存,它的内容是所指内存的地址;引用是某块内存的别名(java中的引用其实也是别名的意思)。

★ 区别:

  1. 指针是一个实体,而引用仅是个别名;
  2. 引用使用时无需解引用(*),指针需要解引用;
  3. 引用只能在定义时被初始化一次,之后不可变;指针可变; 引用“从一而终”
  4. 引用没有 const,指针有 const,const 的指针不可变;
  5. 引用不能为空,指针可以为空;
  6. “sizeof 引用”得到的是所指向的变量(对象)的大小,而“sizeof 指针”得到的是指针本身(所指向的变量或对象的地址)的大小;typeid(T) == typeid(T&) 恒为真,sizeof(T) == sizeof(T&) 恒为真,但是当引用作为成员时,其占用空间与指针相同(没找到标准的规定)。
  7. 指针和引用的自增(++)运算意义不一样;

★ 联系

  1. 引用在语言内部用指针实现(如何实现?)。
  2. 对一般应用而言,把引用理解为指针,不会犯严重语义错误。引用是操作受限了的指针(仅容许取内容操作)。
    引用是C++中的概念,初学者容易把引用和指针混淆一起。一下程序中,n 是m 的一个引用(reference),m 是被引用物(referent)。

    int m;
    int &n = m;

n 相当于m 的别名(绰号),对n 的任何操作就是对m 的操作。例如有人名叫王小毛,他的绰号是“三毛”。说“三毛”怎么怎么的,其实就是对王小毛说三道四。所以n 既不
是m 的拷贝,也不是指向m 的指针,其实n 就是m 它自己。

引用的一些规则如下:
(1)引用被创建的同时必须被初始化(指针则可以在任何时候被初始化)。
(2)不能有NULL 引用,引用必须与合法的存储单元关联(指针则可以是NULL)。
(3)一旦引用被初始化,就不能改变引用的关系(指针则可以随时改变所指的对象)。
以下示例程序中,k 被初始化为i 的引用。语句k = j 并不能将k 修改成为j 的引用,只是把k 的值改变成为6。由于k 是i 的引用,所以i 的值也变成了6。

int i = 5;
int j = 6;
int &k = i;
k = j; // k 和i 的值都变成了6; 

上面的程序看起来象在玩文字游戏,没有体现出引用的价值。引用的主要功能是传递函数的参数和返回值。C++语言中,函数的参数和返回值的传递方式有三种:值传递、
指针传递和引用传递。

以下是“值传递”的示例程序。由于Func1 函数体内的x 是外部变量n 的一份拷贝,改变x 的值不会影响n, 所以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“指针传递”的示例程序。由于Func2 函数体内的x 是指向外部变量n 的指
针,改变该指针的内容将导致n 的值改变,所以n 的值成为10。

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

以下是“引用传递”的示例程序。由于Func3 函数体内的x 是外部变量n 的引用,x
和n 是同一个东西,改变x 等于改变n,所以n 的值成为10。

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

对比上述三个示例程序,会发现“引用传递”的性质象“指针传递”,而书写方式象
“值传递”。实际上“引用”可以做的任何事情“指针”也都能够做,为什么还要“引用”
这东西?
答案是“用适当的工具做恰如其分的工作”。
指针能够毫无约束地操作内存中的如何东西,尽管指针功能强大,但是非常危险。
就象一把刀,它可以用来砍树、裁纸、修指甲、理发等等,谁敢这样用?
如果的确只需要借用一下某个对象的“别名”,那么就用“引用”,而不要用“指针”,
以免发生意外。比如说,某人需要一份证明,本来在文件上盖上公章的印子就行了,如
果把取公章的钥匙交给他,那么他就获得了不该有的权利。

注意:若定义string s1(“abc”);string * p=&s1;,那么p值为s1的地址(即指针p内的内容),所以cout<<p1输出值等于cout<<&s1,;*p值为指针p所指地址内存放的内容,所以cout<<*p等于abc&p为指针p自己本身所在的地址,该地址内存放的值为所指内容的地址,cout<<&p等于指针p自身所在内存的地址

可敲入如下代码验证:(并可验证“引用不可变,指针可变”)

#include<string>

#include<iostream>

#include<conio.h>

using namespace std;

void main()

{

string s1("Nancy");

string s2("Clancy");

string &rs=s1;

string *ps=&s1;

cout<<&rs<<" "<<ps<<"\n";

rs=s2;

ps=&s2;

cout<<rs<<" "<<*ps<<"\n";

cout<<&rs<<" "<<&s2<<" "<<ps<<" "<<&ps;
//引用rs的地址同之前相同,还是等于s1的地址,未发生改变,
//而指针ps的地址发生了改变,且指向了s2,引用rs内的值和
//指针ps所指地址内存放的值都变为了s2

_getch();


}
( 完 )