C++指针与引用：如何选择与使用？ #

引言 #

在C++开发中，指针和引用是两个最基础也最容易混淆的概念。本文将通过实例深入分析它们的区别，并给出具体的使用建议。

指针和引用的区别 #

首先看一段代码：

int a = 1;
int b = 2;
int *c = nullptr;  // 指针可以不初始化或初始化为nullptr
c = &a;
int &d = b;       // 引用必须初始化

指针其实就是一个存放内存地址的整数，这个整数表示的是被指向的变量的地址。

引用其实就是变量的别名，就是给变量重新起了一个名字，注意引用既然是个别名，那它一定要有本体，一个人叫王二小，我们也可以给它起个别名叫二蛋，我们提到二蛋和王二小其实都是同一个人。

区别：

指针在声明时可以暂时不初始化，即 pointer = nullptr，指针在生命周期内随时都可能是空指针，所以在每次使用时都要做检查，防止出现空指针异常问题，而引用却不需要做检查，因为引用永远都不会为空，它一定有本体，一定得代表某个对象，引用在创建的同时必须被初始化。

void FuncPtr(int *ptr) {
    if (ptr != nullptr) {
        cout << *ptr;
    }
}

void FuncReference(int &ref) {
    cout << ref;
}

指针存放的是地址，指针可以被重新赋值，可以在初始化时指向一个对象，在其它时刻也可以指向另一个对象，而引用非常专一，它会从一而终，它总是指向它最初代表的那个对象。再举个例子，有一个人叫特朗普，为他起个引用别名叫历史上最傻吊的总统，这个引用一定会从一而终，即无论什么时候，历史上最傻吊的总统一定是特朗普。而美国总统可以当作个指针，一段时间可以是奥巴马，过一段时间可以是特朗普，再过一段时间可能是nullptr。

指针和引用的使用场景 #

引用的主要功能就是作为函数的参数和返回值，看一段代码： #

struct A {
    int a;
};

void func(const A &a) {
    cout << a.a;
}

vector<int> vec(10);
vec[3] = 3;

为什么通过 vec[3] = 3 可以改变 vector 容器的值，因为 [] 操作符返回的就是引用，相当于为内部的变量起了一个别名，这里还可以让 [] 操作符返回一个指针，即 *vec[3] = 3，这是不是有点丑，而且不符合语法需求。

其实我们平时编程过程中可能也注意到，实际上引用可以做的事情指针都可以做，但为什么还要引用这个东西？

答案：

用恰当的工具做恰如其分的工作，指针可以毫无约束的操作内存中的任何东西，功能十分强大，但是也很危险，所以可以在恰当的时机使用引用，当你需要指向某个东西，而且一定专一，绝不会让其指向其它东西，例如有些函数参数为了避免拷贝可以使用引用，或者实现一个操作符而其语法需求无法由指针达成，例如 vec[3] = 3，可以使用引用，其它任何时候，都要使用指针。

最佳实践建议 #

使用引用的场景：
- 函数参数需要避免拷贝开销时
- 函数返回值需要链式调用时
- 运算符重载时
使用指针的场景：
- 需要表示空值的情况
- 需要改变指向对象的情况
- 需要多态性的情况
选择原则：
- 能用引用就用引用
- 必须用指针的场合才用指针
- 保持代码的简洁性和安全性

C++指针与引用的区别与使用场景 | 核心概念详解