指针与引用在函数参数传递中的区别与应用

题目

指针与引用在函数参数传递中的区别与应用

信息

• 类型：问答
• 难度：⭐⭐

考点

指针与引用的区别,函数参数传递,内存管理,const正确性

快速回答

关键要点：

• 指针是存储内存地址的变量，需要解引用操作符(*)访问数据
• 引用是对象的别名，必须初始化且不可重新绑定
• 函数参数传递时：
  • 指针传递需要检查空指针
  • 引用传递更安全且语法简洁
• 优先使用const引用避免意外修改
• 需要重新指向不同对象时使用指针

1. 核心原理说明

指针是存储内存地址的独立变量，具有以下特性：

• 可以指向不同对象（可重新赋值）
• 支持nullptr表示空指针
• 需要解引用操作符(*)访问目标数据

引用是已存在对象的别名：

• 必须在声明时初始化
• 不能重新绑定到其他对象
• 语法上直接操作目标对象（无需解引用）

2. 代码示例对比

// 指针版本
void modifyViaPointer(int* ptr) {
    if (ptr != nullptr) {  // 必须检查空指针
        *ptr = 100;        // 显式解引用
    }
}

// 引用版本
void modifyViaReference(int& ref) {
    ref = 200;  // 隐式操作目标对象
}

int main() {
    int value = 42;

    // 指针调用需要取地址
    modifyViaPointer(&value);

    // 引用调用直接传递对象
    modifyViaReference(value);

    // 需要重新指向时只能使用指针
    int a = 1, b = 2;
    int* ptr = &a;
    ptr = &b;  // 合法：指针可重新指向

    int& ref = a;
    // ref = b;  // 错误！这是赋值操作而非重新绑定
}

3. 最佳实践

• 默认使用const引用：
  void process(const std::string& str);
  避免拷贝开销且防止意外修改
• 输出参数选择：
  • 引用：必须修改且对象必然存在时
  • 指针：可能需要空值或重新指向时
• 智能指针优先：资源管理场景使用unique_ptr/shared_ptr替代裸指针

4. 常见错误

• 空指针问题：
  void unsafe(int* p) { *p = 5; } // 崩溃如果p为nullptr
• 悬空引用：
  int& createRef() { int x; return x; } // x已销毁，引用无效！
• 误解引用重绑定：
  int a=1,b=2; int& r=a; r=b; // 实际是a=b=2，并非重绑定

5. 扩展知识

• 移动语义：C++11后，右值引用(T&&)实现高效资源转移
• 引用折叠规则：模板编程中T& &→T&
• 函数指针vs函数引用：
  void (*funcPtr)() = &foo; // 函数指针
void (&funcRef)() = foo; // 函数引用
• 性能考量：在64位系统中指针和引用通常占用8字节，传递效率相同