【整理】指针和引用初探

C++

大部文章分都有提及到以下几点

相同点

• 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；而引用则是某块内存的别名。

不同点

• 指针是一个实体，而引用仅是个别名；
• 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”，指针可以“见异思迁”；
• 引用没有const，指针有const，const的指针不可变；
• 引用不能为空，指针可以为空；
• “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）。
• 指针和引用的自增(++)运算意义不一样；
• 引用是类型安全的，而指针不是 (引用比指针多了类型检查)

其他疑惑

但是还有些我觉得需要更深入的去理解的问题，引用怎么实现的？？

引用没有 const，指针有 const

其实是没有const引用（引用本来就不允许修改），有const指针；但是

double tmp = 1.0;
double& const rd = tmp;

编译可通过，也可以正常输出，只是const被忽略了。但是

void printDouble(const double& rd) 
{ 
    cout << rd; // 不需要测试rd,肯定指向一个double值 
}

是正常的，这是为了避免参数在函数内被修改（const只能修饰输入参数）。

引用成员占用空间

引用作为成员时，其占用空间与指针相同。

class B{
    char b;
    char &c;
};
class C{
    char b;
    char *c;
};
void main(){
    cout<<sizeof(B)<<endl; // 8
    cout<<sizeof(C)<<endl; // 8
}

指针传递和引用传递

• 指针是pass by value方式，不可以修改传入参数的地址，但可以修改该地址指向的值；
• 引用是pass by reference方式，改变参数的值时就是修改原变量的值。

使用场合

1. 如果需要指向一个对象，可修改指向另一个对象，并且可能赋空值，声明为指针。
2. 如果变量肯定指向对象在你的设计不允许变量为空，则声明为引用。
3. 重载某个操作符时，应该使用引用。最普通的例子是操作符[]，返回一个目标对象，其能被赋值。

v[5] = 10;  // 这个被赋值的目标对象就是操作符[]返回的值
*v[5] = 10; // 如果操作符[]返回一个指针 

引用和指针实现方式相同

int i=2；
int& ref = i;
int *p = &i;

第二三行的汇编实现：

8048727: 8d 44 24 1c    lea 0x1c(%esp),%eax
// esp寄存器里的变量i的地址传给eax
804872b: 89 44 24 18    mov %eax,0x18(%esp)
//将寄存器eax中的内容（i的地址）传给寄存器中的变量ref，即int& ref=i
8048777: 8d 44 24 1c    lea 0x1c(%esp),%eax
// esp寄存器里的变量i的地址传给eax
804877b: 89 44 24 10    mov %eax,0x10(%esp) 
//将寄存器eax中的内容（即i的地址）传到寄存器esp中的p

两者实现方式相同，同时也说明了引用是需要占用空间的。

如果对象存在为空的可能性就不可使用引用，否则奔溃或输出是不确定的。

引用优点

• 不存在指向空值的引用——意味着使用引用的代码效率比使用指针的要高，因为使用引用之前不需要测试它的合法性。

void printDouble(const double& rd) 
{ 
    cout << rd; // 不需要测试rd,肯定指向一个double值 
}
//相反，指针则应该总是被测试，防止其为空： 
void printDouble(const double *pd) 
{ 
    if (pd) { // 检查是否为NULL 
        cout << *pd; 
    } 
} 

• 减少参数传递时调用复制构造函数时的资源消耗。

参考
http://blog.xieyc.com/const-in-detail/
http://www.cnblogs.com/fancyboy2004/archive/2008/12/23/1360810.html
http://blog.csdn.net/dujiangyan101/article/details/2844138
http://blog.jobbole.com/86863/
http://www.cnblogs.com/hoodlum1980/archive/2012/06/19/2554270.html