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C++ 函数中引用和指针传递的区别：类型安全

王林

发布： 2024-09-23 13:06:02

原创

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引用传递创建原始变量的别名，允许在函数内修改实参，确保类型安全；指针传递使用变量地址，允许函数修改实参，但存在类型不安全风险；引用传递通常比指针传递更快、更有效。

C++ 函数中引用和指针传递的区别：类型安全

在 C++ 中，函数参数可以作为值传递或引用/指针传递。值传递会创建参数变量的副本，而引用/指针传递会直接使用原始变量。这在涉及大对象或需要修改实参时会显著影响函数的行为和效率。

引用传递

引用传递使用符号 &，它创建原始变量的别名。它提供了一种在函数内部修改实参的类型安全方式。

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

int main() {
  int x = 5, y = 10;
  swap(x, y); // x 和 y 的值现在是 10 和 5
  cout << x << &quot; &quot; << y << endl;
  return 0;
}

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指针传递

指针传递使用符号 *，它是一个引用变量的地址。与引用类似，指针允许函数修改实参，但它们类型不安全，可能导致野指针。

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

int main() {
  int x = 5, y = 10;
  int* px = &amp;x;
  int* py = &amp;y;
  swap(px, py); // x 和 y 的值现在是 10 和 5
  cout << x << &quot; &quot; << y << endl;
  return 0;
}

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类型安全

引用在编译时强制执行类型安全。如果试图对引用变量进行无效的访问（例如对 int 引用写入浮点数），编译器会报错。

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另一方面，指针类型不安全。它们可以指向任何内存地址，即使该地址包含不同类型的对象。这可能会导致未定义的行为和运行时错误。

性能

一般情况下，引用传递比指针传递更快、更有效。由于引用是一种别名，因此它不会创建额外的内存分配，而指针需要存储变量地址，这需要额外的空间和间接访问。

实战案例

考虑一个需要将一个字符串列表的元素转换为大写字母的函数。

void toUpper(vector<string>&amp; strList) {
  for (string&amp; str : strList) {
    for (char&amp; c : str) {
      c = toupper(c);
    }
  }
}

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在这种情况下，引用传递是首选，因为它类型安全并且比指针传递更有效率。函数可以直接修改实参，从而消除创建副本的开销。

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