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C++?引用和指針的區(qū)別對比分析

更新時間：2025年10月08日 10:05:33 作者：木杉的園子

在C++?中,指針（Pointer）和引用（Reference）都用于間接訪問變量,但是它們在語法和語義上都有顯著的差異,下面通過本文給大家介紹C++?引用和指針的區(qū)別,感興趣的朋友一起看看吧

在 C++ 中，指針（Pointer）和引用（Reference）都用于間接訪問變量，但是它們在語法和語義上都有顯著的差異。指針是一個變量，它可以保存另一個變量的內(nèi)存地址；引用是另一個變量的別名，由編譯器進行處理，使用時與使用原變量無異。

指針和引用使用的一些差異如下：

初始化

指針：可以先定義后賦值，也可以指向不同的對象。

int a = 10, b = 20;
int* p = &a;
p = &b; // 改變指向

引用：必須在定義時就進行初始化，綁定到一個特定的對象，并且不能綁定到其他的對象。

int a = 10, b = 20;
int& r = a;  
r = b; // 修改的是 a 的值，而不是重新綁定，等價于 a=b

可空性

指針：可以被定義為 nullptr，表示不指向任何對象。

引用：必須綁定有效對象，不能為 null，否則會產(chǎn)生為定義的行為。

內(nèi)存占用

指針：由于存儲的是內(nèi)存地址，因此需要占用內(nèi)存空間，一般為 32 bit 或 64 bit。

引用：語義上不占用內(nèi)存空間，實際可能由編譯器實現(xiàn)為一個隱藏指針。

這里我們參考一篇博客： C++ 中指針和引用的區(qū)別。

參考以下使用引用和指針實現(xiàn)的 swap 函數(shù)。

void swap(int &a, int &b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}
void swap(int *a, int *b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

引用版本 swap() 函數(shù)的匯編代碼如下：

# void swap(int &a, int &b)
__Z4swapRiS_:                           ## @_Z4swapRiS_
        .cfi_startproc
## %bb.0:
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        .cfi_offset %rbp, -16
        movq    %rsp, %rbp          
        .cfi_def_cfa_register %rbp
        movq    %rdi, -8(%rbp)         # 傳入的第一個參數(shù)存放到%rbp-8  （應(yīng)該是采用的寄存器傳參，而不是常見的壓棧）
        movq    %rsi, -16(%rbp)        # 第二個參數(shù) 存放到 %rbp-16
        movq    -8(%rbp), %rsi         # 第一個參數(shù)賦給 rsi
        movl    (%rsi), %eax           # 以第一個參數(shù)為地址取出值賦給eax，取出*a暫存寄存器
        movl    %eax, -20(%rbp)        # temp = a
        movq    -16(%rbp), %rsi        # 將第二個參數(shù)重復上面的
        movl    (%rsi), %eax
        movq    -8(%rbp), %rsi    
        movl    %eax, (%rsi)           # a = b
        movl    -20(%rbp), %eax        # eax = temp
        movq    -16(%rbp), %rsi
        movl    %eax, (%rsi)           # b = temp
        popq    %rbp
        retq
        .cfi_endproc
                                        ## -- End function

指針版本 swap() 函數(shù)的匯編代碼如下：

# void swap(int *a, int *b)
__Z4swapPiS_:                           ## @_Z4swapPiS_
        .cfi_startproc
## %bb.0:
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        .cfi_offset %rbp, -16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_def_cfa_register %rbp
        movq    %rdi, -8(%rbp)
        movq    %rsi, -16(%rbp)
        movq    -8(%rbp), %rsi
        movl    (%rsi), %eax
        movl    %eax, -20(%rbp)
        movq    -16(%rbp), %rsi
        movl    (%rsi), %eax
        movq    -8(%rbp), %rsi
        movl    %eax, (%rsi)
        movl    -20(%rbp), %eax
        movq    -16(%rbp), %rsi
        movl    %eax, (%rsi)
        popq    %rbp
        retq
        .cfi_endproc
                                        ## -- End function

可以看到，兩個函數(shù)的匯編代碼幾乎完全一致。引用所賦的初值也就是綁定對象的內(nèi)存地址，訪問和修改對象內(nèi)容也是通過這個內(nèi)存地址完成的。

既然引用和指針的底層實現(xiàn)機制幾乎沒有區(qū)別，那么為什么我們需要使用引用呢？我認為有以下兩點：