16. 指针和引用的区别

1.指针和引用的区别

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1.指针和引用的区别

a.指针

是一个"独立的变量, 专门用来存储另一个变量的内存地址; 指针本身占用内存空间, 可指向不同的变量(甚至空地址)"

b.引用

是"某个变量的别名(nickname)和原变量共享同一块内存空间, 没有自己独立的内存", 本质上是编译器层面的"语法糖"

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a.初始化差异

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10;

    // 指针：可未初始化（不推荐，野指针）
    int* p1;  // 合法，但p1指向随机地址（野指针，危险）
    int* p2 = &a;  // 正确初始化

    // 引用：必须初始化，否则编译报错
    // int& ref1;  // 错误：引用必须初始化
    int& ref2 = a;  // 正确：ref2是a的别名

    return 0;
}

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b.指向/绑定修改差异

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10, b = 20;

    // 指针：可修改指向
    int* p = &a;
    cout << *p << endl;  // 输出：10
    p = &b;              // 指针指向b
    cout << *p << endl;  // 输出：20

    // 引用：不能修改绑定对象（看似修改，实际是修改原变量）
    int& ref = a;
    cout << ref << endl;  // 输出：10
    ref = b;              // 不是绑定b，而是把b的值赋给a（a变成20）
    cout << a << endl;    // 输出：20
    cout << ref << endl;  // 输出：20（ref还是a的别名）

    return 0;
}

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c.空值与语法使用差异

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 指针：可空
    int* p = nullptr;  // 空指针，合法
    if (p == nullptr) {
        cout << "p是空指针" << endl;
    }

    // 引用：不能空（以下代码编译报错）
    // int& ref = nullptr;  // 错误：引用必须绑定到有效变量

    // 语法使用：指针需要解引用，引用直接用
    int num = 100;
    int* p_num = &num;
    int& ref_num = num;

    cout << *p_num << endl;  // 指针：解引用访问值，输出100
    cout << ref_num << endl; // 引用：直接访问值，输出100

    cout << &p_num << endl;  // 指针自身的地址（独立内存）
    cout << &ref_num << endl;// 引用的地址 = 原变量num的地址（无独立内存）

    return 0;
}

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d.const 修饰的差异

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int x = 5, y = 6;

    // const修饰指针：两种场景
    const int* p1 = &x;  // 指向的内容不可改，指针本身可改
    // *p1 = 10;  // 错误
    p1 = &y;           // 正确

    int* const p2 = &x;  // 指针本身不可改，指向的内容可改
    *p2 = 10;           // 正确
    // p2 = &y;  // 错误

    // const修饰引用：限制引用的内容不可改
    const int& ref = x;
    // ref = 10;  // 错误：不能修改const引用的内容
    x = 10;       // 正确：原变量可改，引用值也会变
    cout << ref << endl;  // 输出：10

    return 0;
}