C++引用和指针的区别
作者：RainMan
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引用是C++引入的重要机制（C语言没有引用），它使原来在C中必须用指针来实现的功能有了另一种实现的选择，在书写形式上更为简洁。那么引用的本质是什么，它与指针又有什么关系呢？
1.引用的底层实现方式
引用被称为变量的别名，它不能脱离被引用对象独立存在，这是在高级语言层面的概念和理解，并未解释引用的实现方式。常见错误说法是“引用”自身不是一个变量，甚至编译器可以不以引用分配空间。
实际上，引用本身是一个变量，只不过这个变量的定义和使用与普通变量有显著的不同。为了解引用变量底层实现机制，考查如下代码：
int i=5;
int &ri=i;
ri=8;在Visual Studio 2017环境的debug模式调试代码，反汇编查看源码对应的汇编代码的步骤是：调试->窗口->反汇编，即可得到如下原码对应的汇编代码：
int i=5;
00A013DE mov dword ptr [i],5 //将文字常量5送入变量i
int &ri=i;
00A013E5 lea eax,[i] //将变量i的地址送入寄存器eax
00A013E8 mov dword ptr [ri],eax //将寄存器的内容（也就是变量i的地址）送入变量ri
ri=8;
00A013EB mov eax,dword ptr [ri] //将变量ri的值送入寄存器eax
00A013EE mov dword ptr [eax],8 //将数值8送入以eax的内容为地址的单元中
return 0;
00A013F4 xor eax,eax
考查以上代码，在汇编代码中，ri的数据类型为dword，也就是说，ri要在内存中占据4个字节的位置。所以，ri的确是一个变量，它存放的是被引用对象的地址。由于通常情况下，地址是由指针变量存放的，那么，指针变量和引用变量有什么区别呢？使用指针常量实现上面的代码功能。考查如下代码：
int i=5;
int* const pi=&i;
*pi=8;按照相同的方式，在VS2017中得都如下汇编代码：
int i=5;
011F13DE mov dword ptr [i],5
int * const pi=&i;
011F13E5 lea eax,[i]
011F13E8 mov dword ptr [pi],eax
*pi=8;
011F13EB mov eax,dword ptr [pi]
011F13EE mov dword ptr [eax],8
观察以上代码可以看出：
（1）除了pi与ri变量名不同，所得汇编代码与第一段所对应的汇编代码完全一样。所以，引用变量在功能上等于一个指针常量，即一旦指向某一个单元就不能在指向别处。
（2）在底层，引用变量由指针按照指针常量的方式实现。
2.高级语言层面引用与指针常量的关系
1.引用和指针，在内存中都是占用4个字节（32bits系统中）的存储空间。指针和引用存放的都是被引用对象的地址，都必须在定义的同时进行初始化。
2.指针常量本身（以p为例）允许寻址，即&p返回指针常量（常变量）本身的地址，被引用对象用*p表示；引用变量本身（以r为例）不允许寻址，&r返回的是被引用对象的地址，而不是变量r的地址（r的地址由编译器掌握，程序员无法直接对它进行存取），被引用对象直接用r表示。
3.凡是使用了引用变量的代码，都可以转换成使用指针常量的对应形式的代码，只不过书写形式上要繁琐一些。反过来，由于对引用变量使用方式上的限制，使用指针常量能够实现的功能，却不一定能够用引用来实现。
例如，下面的代码是合法的：
int i=5,j=6;
int* const array[]={&i,&j};而如下代码是非法的：
int i=5,j=6;
int& array[]={i,j};也就是说，数组元素允许是指针常量，却不允许是引用。C++语言机制如此规定，原因是避免C++语法变得过于晦涩。假如定义一个“引用的数组”，那么array[0]=8;这条语句该如何理解？是将数组元素array[0]本身的值变成8呢，还是将array[0]所引用的对象的值变成8呢?对于程序员来说，这种解释上的二义性对正确编程是一种严重的威胁，毕竟程序员在编写程序的时候，不可能每次使用数组时都要回过头去检查数组的原始定义。
即得出两个不同：引用只能在定义时被初始化一次，之后不可变，但是指针可变；引用没有 const，指针有 const。
4.一些其他不同：
引用使用时无需解引用(*)，指针需要解引用；
“sizeof 引用”得到的是所指向的变量(对象)的大小，而“sizeof 指针”得到的是指针本身(所指向的变量或对象的地址)的大小；
引用不能为空，指针可以为空；
指针和引用的自增(++)运算意义不一样；引用自增被引用对象的值，指针自增内存地址。