指针和引用的区别和联系

这个问题一直很纠结，今天对此进行一些整理，主要是参考《高质量C++编程指南》和《More Effective C++》

第一层：

先从表面理解一下指针和引用之间的区别：

（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）。

摘自《高质量C++编程指南》6.6节

第二层：

“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；

但是当引用作为成员时，其占用空间与指针相同。

下面这段代码对此进行验证

//main.h
class A
{
private:
    int data;
    std::string& rs;
    std::string s;
public:
    A(int num,std::string s1):data(num),rs(s1),s(s1){};
    int add(const A& a,const A& b)
    {
        int num=data+a.data+b.data;
        return num;
    }
};

class B
{
private:
    std::string s;
public:
    B(std::string s1):s(s1){};
};

#include <iostream>
#include <string>
#include "main.h"

using namespace std;

void main(void)
{
    A a(1,"a"),b(2,"b");
    A* Aptr=&a;
    A& Aref=a;
    B c("c");
    B& Bref=c;
    cout<<"ptr="<<sizeof(Aptr)<<"	reference="<<sizeof(Aref)<<"	Bref="<<sizeof(Bref)<<endl;
    system("pause");
}

输出结果：Aptr=4，Aref=40，Bref=32（在VS2010下编译）

何时使用指针，何时使用引用：

在以下情况下你应该使用指针

1.是你考虑到存在不指向任何对象的可能。在这种情况下，你能够设置指针为空；

2.是你需要能够在不同的时刻指向不同的对象。在这种情况下，你能改变指针的指向。

在以下情况下你应该使用指针

1.如果总是指向一个对象，并且一旦指向一个对象后就不会改变指向，那么你应该使用引用。 2.还有一种情况就是当你重载某个操作符时，你应该使用引用。

string s2("Clancy");
string& rs = s1; // rs 引用s1
string *ps = &s1; // ps 指向s1
rs = s2; // rs 仍旧引用s1,
// 但是s1 的值现在是
// "Clancy"
ps = &s2; // ps 现在指向s2;
// s1 没有改变

摘自《More Effective C++》条款一

还需要主要一点的是对引用赋空值是很危险的，但是编译器貌似做了这种处理，因此在运行时会报错

char* pc=0;
char& rc=*pc;

第三层：

为什么C++语言中既有指针也有引用？

第一，为什么有了引用还需要指针呢？这个比较简单，因为Bjarne Stroustrup要让C++借C的势，必然要支持指针了。

第二，为什么有了指针还需要引用呢？这个就比较复杂了，首先一开始C++是没有引用的。比如说：this，被定义为了指针，而不是引用。后来加入了引用的原因主要是为了支持operator overloading。

指针，算是一种变相的“引用”，但依然是call by value。区别在于：指针需要函数的调用者显式地来表示“引用”，比如说使用取地址符(&)把变量转换成指针。引用，是call by reference，区别在于：引用不需要函数的调用者显式的来表示。根据所调用的函数，变量的名字可以分别解释为value或者reference。

更加深入了解参阅http://www.cnblogs.com/volatile/archive/2012/06/02/Pointer_vs_Reference_in_CPP.html

这篇博客写的非常好，下面这种情况不会编译通过

int add(const A& a,const A& b)
{
    int num=data+a.data+b.data;
    return num;
}

int add(const A a,const A b)
{
    int num=data+a.data+b.data;
    return num;
}

原因当然是对重载函数调用不明确了~

第四层：

这层多少是从设计哲学来考虑，这段话说的非常好，如醍醐灌顶

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。

摘自《高质量C++编程指南》6.6节

总结：虽然没有自己的东西，但是总结归纳别人的知识，也从中学到了很多东西，并且确实是一件很费神的事情。

指针使用更加灵活，从某种角度来说权利也比引用大，但是权利大也会带来一些问题，引用权利小，但是适用就好，不要给过多的权限给某个操作！