指针和引用之间的差异

指针可以初始化为0，而引用不能初始化。事实上，引用也必须引用对象，但指针可以是空指针：

int* p = 0;

但我们不能有int&p=0；以及int&p＝5；。

事实上，要正确执行此操作，我们必须首先声明并定义了一个对象，然后才能引用该对象，因此前面代码的正确实现将是：

Int x = 0;
Int y = 5;
Int& p = x;
Int& p1 = y;

另一个重要的点是，我们可以在不初始化的情况下声明指针，但是在引用的情况下，不能这样做，因为引用必须始终引用变量或对象。然而，这样使用指针是有风险的，因此通常我们检查指针是否确实指向某个对象。在引用的情况下，不需要这样的检查，因为我们已经知道在声明期间引用对象是强制性的。

另一个区别是指针可以指向另一个对象，但是引用总是引用同一个对象

Int a = 6, b = 5;
Int& rf = a;

Cout << rf << endl; // The result we will get is 6, because rf is referencing to the value of a.

rf = b;
cout << a << endl; // The result will be 5 because the value of b now will be stored into the address of a so the former value of a will be erased

另一点：当我们有一个类似STL模板的模板时，此类类模板将始终返回一个引用，而不是指针，以便使用运算符[]轻松读取或分配新值：

Std ::vector<int>v(10); // Initialize a vector with 10 elements
V[5] = 5; // Writing the value 5 into the 6 element of our vector, so if the returned type of operator [] was a pointer and not a reference we should write this *v[5]=5, by making a reference we overwrite the element by using the assignment "="

与流行观点相反，引用可能为NULL。

int * p = NULL;
int & r = *p;
r = 1;  // crash! (if you're lucky)

当然，使用引用要困难得多，但如果你管理它，你会为了找到它而绞尽脑汁。引用在C++中并不安全！

从技术上讲，这是一个无效引用，而不是空引用。C++不支持在其他语言中可能会发现的空引用作为概念。还有其他类型的无效引用。任何无效引用都会引发未定义行为的幽灵，就像使用无效指针一样。

实际错误是在分配给引用之前取消引用NULL指针。但我不知道任何编译器会在这种情况下生成任何错误——错误会传播到代码中更远的地方。这就是这个问题如此阴险的原因。大多数情况下，如果取消引用NULL指针，就会在该位置崩溃，而且不需要太多调试就可以解决问题。

我上面的例子简短而做作。这是一个更真实的例子。

class MyClass
{
    ...
    virtual void DoSomething(int,int,int,int,int);
};

void Foo(const MyClass & bar)
{
    ...
    bar.DoSomething(i1,i2,i3,i4,i5);  // crash occurs here due to memory access violation - obvious why?
}

MyClass * GetInstance()
{
    if (somecondition)
        return NULL;
    ...
}

MyClass * p = GetInstance();
Foo(*p);

我想重申，获得空引用的唯一方法是通过格式错误的代码，一旦获得了它，就会得到未定义的行为。检查空引用是没有意义的；例如，您可以尝试如果（&bar==NULL）。。。但是编译器可能会优化不存在的语句！有效引用永远不能为NULL，因此从编译器的角度来看，比较总是错误的，并且可以自由地将if子句作为死代码来消除-这是未定义行为的本质。

避免麻烦的正确方法是避免取消引用NULL指针来创建引用。这里有一种自动化的方法来实现这一点。

template<typename T>
T& deref(T* p)
{
    if (p == NULL)
        throw std::invalid_argument(std::string("NULL reference"));
    return *p;
}

MyClass * p = GetInstance();
Foo(deref(p));

要从具有更好写作技巧的人那里了解这个问题，请参阅Jim Hyslop和Herb Sutter的空引用。

有关取消引用空指针的危险的另一个示例，请参见Raymond Chen在尝试将代码移植到另一个平台时暴露未定义的行为。

我觉得还有一点还没有在这里讨论。

与指针不同，引用在语法上等同于它们所引用的对象，即可以应用于对象的任何操作都适用于引用，并且具有完全相同的语法（当然，初始化是例外）。

虽然这可能看起来很肤浅，但我认为这一特性对于一些C++特性来说至关重要，例如：

模板。因为模板参数是鸭子类型的，所以类型的语法财产才是最重要的，所以通常同一个模板可以同时用于T和T&。（或std:：reference_wrapper＜T＞，它仍然依赖于隐式转换至T&）覆盖T&和T&&的模板更为常见。L值。考虑语句str[0]=“X”；如果没有引用，它只适用于c字符串（char*str）。通过引用返回字符允许用户定义的类具有相同的符号。复制构造函数。从语法上讲，将对象传递给复制构造函数是有意义的，而不是传递给对象的指针。但复制构造函数无法按值获取对象，这将导致对同一复制构造函数的递归调用。这将引用作为此处的唯一选项。操作员过载。通过引用，可以在保留相同的中缀符号的同时，将间接指向引入运算符调用，例如运算符+（const T&a，const T&b）。这也适用于常规重载函数。

这些点赋予了C++和标准库相当大的一部分权力，因此这是参考文献的一个重要属性。

关于引用和指针的一些关键相关细节

指针

使用一元后缀声明符运算符声明指针变量*指针对象被分配一个地址值，例如，通过分配给数组对象、使用一元前缀运算符的对象地址或分配给另一个指针对象的值指针可以重新分配任意次数，指向不同的对象指针是保存指定地址的变量。它占用的内存存储量等于目标机器体系结构的地址大小例如，可以通过增量或加法运算符对指针进行数学操作。因此，可以使用指针等进行迭代。要获取或设置指针引用的对象的内容，必须使用一元前缀运算符*来取消引用它

工具书类

引用在声明时必须初始化。引用使用一元后缀声明符运算符&声明。初始化引用时，可以使用它们将直接引用的对象的名称，而不需要一元前缀运算符&一旦初始化，引用就不能通过赋值或算术操作指向其他对象无需取消引用该引用以获取或设置其引用的对象的内容对引用的赋值操作操作它指向的对象的内容（初始化后），而不是引用本身（不改变它指向的位置）对引用的算术运算操作它指向的对象的内容，而不是引用本身（不会改变它指向的位置）在几乎所有的实现中，引用实际上都存储为被引用对象的内存中的地址。因此，它占用的内存大小与目标机器体系结构的地址大小相同，就像指针对象一样

尽管指针和引用的实现方式几乎相同，但编译器对它们的处理方式不同，导致了上述所有差异。

文章

我最近写的一篇文章比我在这里展示的要详细得多，对这个问题非常有帮助，特别是关于记忆中的事情是如何发生的：

数组、指针和引擎罩下的引用深度文章

它占用多少空间并不重要，因为你实际上看不到它占用的任何空间的任何副作用（不执行代码）。

另一方面，引用和指针之间的一个主要区别是，分配给常量引用的临时变量在常量引用超出范围之前一直有效。

例如：

class scope_test
{
public:
    ~scope_test() { printf("scope_test done!\n"); }
};

...

{
    const scope_test &test= scope_test();
    printf("in scope\n");
}

将打印：

in scope
scope_test done!

这是允许ScopeGuard工作的语言机制。

如果你不熟悉以抽象的甚至学术的方式学习计算机语言，那么语义上的差异可能会显得深奥难懂。

在最高级别上，引用的概念是它们是透明的“别名”。你的计算机可能会使用一个地址来使它们工作，但你不必担心：你应该将它们视为现有对象的“另一个名称”，语法反映了这一点。它们比指针更严格，因此编译器可以在您将要创建悬挂引用时比在您将创建悬挂指针时更可靠地警告您。

除此之外，指针和引用之间当然还有一些实际差异。使用它们的语法明显不同，您不能“重新定位”引用、引用虚无或引用指针。