C++ 指针与引用的区别是什么

C++ 指针与引用的区别

C++ 中指针和引用是两个重要的概念，它们在语法和使用上有很多相似之处，但在底层实现和特性上存在显著差异。

主要区别

1. 内存占用

• 指针：占用 4 字节（32 位系统）或 8 字节（64 位系统）的内存空间
• 引用：不占用额外内存空间，只是变量的别名

2. 初始化要求

• 指针：可以不初始化，声明时可以不指向任何有效地址
• 引用：必须在声明时初始化，且一旦绑定就不能改变

3. 空值处理

• 指针：可以设置为 nullptr 或 NULL，表示不指向任何对象
• 引用：不能为空，必须始终引用一个有效的对象

4. 重新赋值

• 指针：可以重新赋值，指向不同的对象
• 引用：一旦初始化后，不能改变引用的对象

5. 运算符

• 指针：使用 * 和 -> 运算符访问指向的对象
• 引用：直接使用变量名访问，无需额外运算符

6. 多级引用

• 指针：支持多级指针（如 int**）
• 引用：不支持多级引用

使用场景

指针适用于：

• 需要动态内存分配
• 需要重新赋值指向不同对象
• 需要表示"无对象"的状态
• 实现数据结构（链表、树等）

引用适用于：

• 函数参数传递，避免拷贝开销
• 函数返回值，支持链式调用
• 运算符重载
• 确保参数不为空的情况

代码示例

cpp
// 指针示例
int* ptr = nullptr;
int a = 10;
ptr = &a;
*ptr = 20;  // a 的值变为 20

// 引用示例
int b = 10;
int& ref = b;
ref = 30;  // b 的值变为 30

// 函数参数示例
void swap(int* x, int* y) {
    int temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
}

void swap(int& x, int& y) {
    int temp = x;
    x = y;
    y = temp;
}

注意事项

• 在现代 C++ 中，优先使用引用和智能指针，避免使用裸指针
• 引用在函数参数中使用时，可以提供更好的代码可读性
• 指针需要手动管理内存，容易导致内存泄漏，建议使用智能指针（std::unique_ptr, std::shared_ptr）