引用与指针

引用与指针的简单描述

首先要说的是，&有两种用处，一种是取地址操作符，还有一种是引用的标记，这两种用处基本上可以认为是没有联系。同理，*也有两种用处，一种是解引用，也可以称为取某地址的内容，还有一种是指针的标记，这两种用处也是没有联系的。

引用，准确的是定义了一个别名。如，

int a = 2;
int &b = a;

可以认为b是a的别名，a和b的内容相同（a等于b），a和b的地址也相同（&a等于&b）。也就是它们根本就是同一个“东西”，改变了其中一个，另一个也必将改变。这有点像Linux中的硬链接，对某一文件创建一个硬链接后，这两个文件名对应同一个inode值，即是这两个文件名代表了同一个文件。

指针，就好比Linux中的符号链接（类似Windows中的快捷方式），产生了新的文件类型，对某一文件创建一个符号链接，这两个文件名对应于两个不同的inode值。如

int a = 2;
int *b = &a;

可见a与b的类型不同，a是整型，而b是指向整型的指针，一个不同于a的类型。只是b指向a（即存放着a的地址），就好像是一个符号链接（快捷方式）。

从上面可以看出引用和指针基本没什么关系，只是形似神不似。但是我们总喜欢把它们混在一起嚼嚼。

 

引用与指针的比较

不管是硬链接，还是符号链接，总是可以间接的访问另一个对象（文件）。同样，引用和指针也可以间接的访问另一个值（准确的称为对象），只是访问的方式不同。第一，引用总是指向某个对象（可以这么说，一个引用永远指向用来对它初始化的那个对象），在定义引用时没有初始化将报错，还有记住不存在所谓的空引用。没有初始化的引用就好比是没有inode值的硬链接，这是不可想象的。指针则不同，可以不初始化，可以不指向任何对象（空指针），也可以指向任何对象，看如下

int *a; // 没有初始化，只是警告，但建议初始化
int *b = NULL; // 空指针，不指向任何对象
void *c; // 可以指向任何对象

第二，赋值时有很大的差异，看如下指针的赋值

int a = 1, b = 2;
int *pa = &a, *pb = &b;
pa = pb;

赋值后，a的值保持不变，pa所指向的对象改变了，pa和pb都将指向对象b。

再看如下引用的赋值

int a = 1, b = 2;
int &ra = a, &rb = b;
ra = rb;

赋值操作，只是将rb的值赋给ra，使得ra，a的值变为了2，但是它们之间的引用关系并未改变。总的来说，给引用赋值修改的是该引用所关联的对象的值，而给指针赋值修改的是该指针本身的值，即指向了另一对象。

引用和指针还有很多不同点，引用主要用作函数的形参，const引用在函数的形参中也很常用。指针比引用更为灵活，用途非常广，也更为不安全，用引用就可以解决问题，就用引用，否则用指针。

 

const、引用和指针

u       const引用：

是指向const对象的引用，被广泛的应用与函数形参。看如下

const int a = 1;
const int &ra = a; // OK，可以读取ra但不可修改ra
int const &ra = a; // 与上等价 

int b = 2;
const int &rb = b; // OK，可以读取rb但不可以通过rb达到修改rb或b的目的
// 可以通过修改b来修改rb的值。这种方式在函数形参中很常见（这得益于传引用性能要高于传值） 

const int c = 3;
int &rc = c; // 错误，一个非const引用类型不可以指向const对象
// 试想，如果这样可以，那么通过rc就可以改变c的值，这是不可想象的


const int &rd = 4; // OK，rd引用的是一个用来保存4的临时变量
// 这种做法在参数传递中尤为可见
// 要注意的是，一个指向非常量的引用是不可以用字面值或临时变量进行初始化

总结，非const引用只能绑定到与该引用同类型的对象。const引用则可以绑定到不同但相关的类型的对象或绑定到右值（如常量）。

 

u       指向const对象的指针（指向常量的指针）：

如const int *a; a是一个指向int型常量的指针，const限定了a指针所指向的对象，而非a本身。因此在定义时不一定要对其进行初始化（如同未初始化的指针一样，会有警告），如果需要可以为a重新赋一个指向另一个常量对象（如同const引用一样，不一定要常量），但是不能通过a修改其所指向的对象（这一点，很好理解，否则就可以通过指针来达到修改常量的目的）。例子如下（如下情况与const引用类似）

const a = 1;
const int *pa = &a;
int const *pa = &a; // 与上等价，这是推荐用法

int b = 1;
const int *pb = &b; // OK，于是指向const的指针可以理解为“自以为指向const的指针”
// 指向常量的指针常用作函数的形参

const int c = 3;
int *pc = &c; // 错误

u       const指针（常量指针）：

既然常量指针是一个常量，那么它首先满足的是常量的一些性质，如指针值不可以改变，必须初始化，不允许给常量指针重新赋值，哪怕是赋同样的值。看如下

int a = 1;
int *const ca = &a; // 读作指向int型对象的常量指针，指针值不可以改变
// 即不能使ca指向其他对象，但指向的对象a的值可以改变

const int b = 2;
int *const cb = &b; // 错误，这种错误与上面的错误非常类似


要说明的是this指针的类型是T *const ; 即指向非常量的常量指针。

 

注：当然还有指向常量的常量指针，但是这种“东西”没什么市场价值，PASS掉。有些地方，将这里的const指针称为指针常量，将这里的指向const对象的指针称为常量指针。这种称法也是有一定的道理的，很难分孰优孰劣。