【C++】---指針和引用的區別

兩者本質

引用是別名，指針是地址、實體

兩者區別

不同點	分析
1.初始化要求不同	引用在創建的同時必須初始化，即引用到一個有效的對象，而指針在定義的時候不必初始化，可以在定義後面的任何地方重新賦值。
2.可修改性性不同	引用一旦被初始化爲指向一個對象，它就不能被改變爲另一個對象的引用；而指針在任何地方都可以改變爲指向另一個對象。給引用賦值並不是改變它和原始對象的綁定關係。
3.不存在NULL引用	引用不能使用指向空值的引用，它必須總是指向某個對象；而指針則可以是NULL，而不需要總是指向某些對象，可以把指針指向任意的對象，所以指針更加靈活，但是也更容易出錯。
4.測試需要的區別	由於引用不會指向空值，這意味着使用引用前不需要測試它的合法性，而指針則需要經常進行測試。因此使用引用的代碼效率比使用指針的效率要高。
5.應用的區別	如果是指一旦指向一個對象後就不會改變指向，那麼應該使用引用。如果有存在指向NULL(不指向任何對象)或在不同的時刻指向不同的對象這些可能性，應該使用指針更爲穩妥一些。
6.運算符的區別	指針和引用的自增(++)運算意義不同,引用自加即引用的實體增加1，指針自加即指針向後偏移一個類型的大小。
7.計算對象大象大小	"sizeof 引用"得到的是所指向的變量(對象)的大小，而"sizeof 指針"得到的是指針本身的大小。
8.多級的區別	有多級指針，但是不存在多級引用，只能有一級引用。
9.訪問時的區別	引用訪問的是一個變量，是直接訪問的，而指針則是訪問一個變量則是在間接訪問的。
10.const的區別	引用沒有const，指針有const，const指針不可變。

兩者的相同點

指針指向一塊內存，它的內容是所知內存的的地址；引用則是某塊內存的別名。

int main()
{
 int aa = 10;
 int& wa = a;
 
 cout<<"&aa = "<<&aa<<endl;
 cout<<"&wa = "<<&wa<<endl;
 return 0; 
}

總的來說，引用即具有指針的效率，又具有變量使用的方便性和直觀性。

爲什麼傳引用比傳指針更安全

答：由於不存在空指針，並且引用一旦被初始化爲指向一個對象，它就不能改變爲另一個對象的引用，因此引用更爲安全。
對於指針來說，它可以隨時指向別的對象，並且可以不被初始化，或爲NULL，所以不安全，const指針任然存在空指針，並且有可能產生野指針。

指針：對於一個類型T,T就是指向T的指針類型，也就是一個T類型的變量能夠保存一個對象的地址，而類型T是可以加一些限定詞，如const等等。

char a='A';
char* p=&a;

引用：引用是一個對象別名，主要用於函數參數和返回值類型，符號X&標識X類型的引用。

int i=1;
int &r=1;
int x=r;
r=2;

int* p=&r;

做參數：

void Swap(int& left, int& right) 
{
 int temp = left;
 left = right;
 right = temp;
}

做返回值：

int& Test(int& a)
 {
 a += 10;
 return a; 
 }

兩者做參數效率的比較：

#include <time.h>
struct A {
 int a[10000];
};
void Test1(A a)
{}
void Test2(A& a)
{}
void Test3()
{
 A a;
 // 以指針作爲函數參數
 size_t begin1 = clock();
 for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
 Test1(a);
 size_t end1 = clock();
 
 // 以引用作爲函數參數
 size_t begin2 = clock();
 for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
 Test2(a);
 size_t end2 = clock();
 // 分別計算兩個函數運行結束後的時間
 cout << "Test1(int*)-time:" << end1 - begin1 << endl;
 cout << "Test2(int&)-time:" << end2 - begin2 << endl; }
// 運行多次，檢測指針和引用在傳參方面的效率區別
int main()
{
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
    {
      Test3();
    }
 return 0; 
 }

兩者做返回值效率的比較

#include <time.h>
struct A {
	int a[10000];
};
A a; A Test1()
{
	return a;
}

A& Test2()
{
	return a;
}
void Test3()
{
	// 以指針作爲函數的返回值類型
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		Test1();
	size_t end1 = clock();
	// 以引用作爲函數的返回值類型
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		Test2();
	size_t end2 = clock();
	// 計算兩個函數運算完成之後的時間
	cout << "Test1 time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "Test2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}
// 測試運行10次，指針和引用作爲返回值效率方面的區別
int main()
{
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	Test3();
	system("pause");
	return 0;
}

由效率測試可以看出，在效率方面，無論是引用做參數還是返回值，時間花費的相對更少。