C++指针和引用之区别（The Difference between C++Pointers and References）

面试题：C++指针和引用有什么区

C++指针和引用有什么区别？

在 C++ 中，指针和引用都是用来访问其他变量的值的方式，但它们之间存在一些重要的区别。了解这些区别有助于更好地理解和使用这两种工具。

01 指针

指针（Pointer）

定义：

指针是一个变量，它存储了一个内存地址。

指针的类型是指向的数据的类型。

声明：

指针通常用星号 * 来声明，例如 int *p; 表示 p 是一个指向 int 类型的指针。

赋值：

指针可以通过赋值操作来指向不同的地址，例如 p = &a;，其中 &a 是变量 a 的地址。

指针可以指向 nullptr 或 NULL（在 C++11 之后推荐使用 nullptr）表示不指向任何对象。

解引用：

使用星号 * 来解引用指针并访问它所指向的数据，例如 *p = 10;。

内存管理：

指针需要手动分配和释放内存（使用 new 和 delete）。

指针可以指向任何类型的内存，包括未初始化的内存区域。

安全性：

使用指针时需要特别小心，因为访问无效或已释放的内存可能导致程序崩溃或未定义行为。

代码示例：

#include <iostream>
int main() {    int a = 10;    int *p = &a;  // p 指向 a    *p = 20;      // 修改 a 的值    std::cout << "a: " << a << std::endl;  // 输出 20
    p = nullptr;  // p 不再指向任何东西    *p = 30;      // 错误！p 为 nullptr    return 0;}

02 引用

引用（Reference）
定义：

引用是一个别名，它是一个已经存在的变量的另一个名字。

引用不是真正的变量，它不占用额外的存储空间。

声明：

引用通常用 & 符号声明，例如 int &r = a; 表示 r 是变量 a 的引用。

赋值：

引用一旦初始化后就不能更改，也就是说，不能重新绑定到另一个对象。一旦绑定后，引用始终指向同一个对象。

初始化时必须立即绑定到一个对象，不能是 nullptr。

解引用：

引用本身就是一个左值（可以出现在赋值的左边），因此不需要解引用即可访问其绑定的对象，例如 r = 10;。

内存管理：

引用本身不涉及内存分配，它只是现有对象的一个别名。

引用通常用于传递大对象或作为函数返回值，以避免不必要的拷贝。

安全性：

使用引用相对安全，因为引用总是有效，不会指向不存在的对象。

代码示例：

#include <iostream>
int main() {    int a = 10;    int &r = a;  // r 是 a 的引用    r = 20;      // 修改 a 的值    std::cout << "a: " << a << std::endl;  // 输出 20
    // 下面的语句是非法的，因为引用不能重新绑定到另一个对象    // int b = 30;    // r = b;  // 错误！r 不能重新绑定
    return 0;}03

引用不占用内存空间

看下面示例代码：

#include <iostream>
int main() {    int a = 9;    int& b = a;  // b 是 a 的引用    int* p = &a;
    std::cout << "a 的地址: " << &a << std::endl;    std::cout << "b 的地址: " << &b << std::endl;    std::cout << "p 的地址:" << &p << std::endl;
    return 0;}

运行输出：