一.引用和指针

指针:指针就是内存地址,指针变量是用来存放内存地址的变量.不同类型的指针变量所占用的存储单元长度是相同的，而存放数据的变量因数据的类型不同，所占用的存储空间长度也不同。

引用:引用不是新定义一个变量,而是给已存在变量取一个别名,编译器不会为引用变量开辟内存空间,它和它引用的变量共用同一块内存空间.

类型& 引用变量名= 引用实体; 且引用类型必须和引用实体是同种类型的.

引用的主要用途是:修饰函数的形参和返回值.

在C++语言中,函数的参数和返回值的传递方式有三种:值传递,指针传递和引用传递.引用具有指针的效率,又具有变量使用的方便性和直观性.

实际上引用可以做的事,指针都可以做,为什么还要引用呢?

引用体现了最小特权原则,即给予程序元素完成其功能的最小权限. 指针能够毫无约束的操作内存中的任何东西,尽管功能强大,但是非常危险.

二.引用与指针的区别

• 初始化:引用在定义时必须初始化,指针则没有要求(尽量初始化,防止野指针)
• 引用在初始化引用一个实体后,就不能再引用其它实体,而指针可以在任意时候指向一个同类型实体
• 没有NULL引用,但是有nullptr指针
• 在sizeof中含义不同: 引用结果为引用类型的大小,但指针始终是地址空间,所占字节个数(32位平台占4个字节)
• 引用自加即引用的实体增加1,指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
• 有多级指针,但没有多级引用
• 访问实体的方式不同,指针需要显式解引用,引用编译器自己处理
• 引用比指针使用起来相对安全

三.引用的底层原理

在语言层面,引用的用法和对象一样.在二进制层面,引用一般都是通过指针来实现的,只不过编译器帮我们完成了转换.

可以通过定义引用和指针变量进行调试观察:

int main() {
	int a = 10;
	int *p1 = &a;
	int& p2 = a;
	return 0;
}

通过编译器调试观察反汇编语言发现,引用和指针的反汇编语言是一样的(编译器帮我们将我们完成了转换).

底层实现:引用通过指针实现 (定义一个引用类型的变量相当于定义于一个指针类型的变量)

语法: 引用是别名,不是指针,没有发生拷贝(目前可以认为引用是指针的一层封装,更加简单化的指针)

注意:在语法概念上,引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共用同一块空间.但是在底层实现上实际是有空间的,因为引用是按照指针方式来实现的.