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c++指针和引用区别_c++基础语法面试题

冰火之心

冰火之心

发布时间:2026-01-05 14:47:00

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来源于php中文网

原创

指针可为空且支持算术运算,引用必须绑定有效对象且不可重绑;指针未初始化导致运行时崩溃,引用未初始化则编译报错;函数参数优先用const引用避免拷贝,但不可返回局部变量的引用;sizeof(int&)返回目标类型大小,引用本身不占存储。

c++指针和引用区别_c++基础语法面试题

指针可以为空,引用必须绑定有效对象

这是最常被忽略的底层差异。声明 int* p 后,p 可以是 nullptr;但 int& r 声明时就必须初始化,且之后不能再改绑其他对象。

常见错误现象:把未初始化的引用当参数传入函数,编译直接报错 error: declaration of reference variable 'r' requires an initializer;而指针漏初始化只会导致运行时崩溃(如果后续解引用)。

使用场景:

  • 需要表示“可能不存在”的语义时(如查找失败),用指针更自然
  • 函数参数想避免拷贝又确保一定有值,优先用 const 引用:void f(const std::string& s)
  • 返回局部对象?不能返回局部变量的引用(悬垂引用),但可以返回局部变量的指针(同样危险,本质一样)

指针支持算术运算,引用不支持

int arr[3] = {1,2,3}; int* p = arr; 之后,p + 1 是合法的,指向 arr[1];但 int& r = arr[0]; r + 1 只是对值做加法,不是地址偏移。

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性能影响:指针算术是底层内存操作,零开销;引用没有“地址移动”概念,所有操作都作用于所绑定的对象本身。

容易踩的坑:

  • 误以为 &r + 1 等价于 p + 1 —— 实际上 &r 是取地址,结果是指针,再加 1 才是偏移
  • 在模板中混用:比如 std::vector::iterator 支持 ++it,但 std::vector 根本不能存在(引用不能作为容器元素)

sizeof 和 typeid 行为不同

sizeof(int*) 返回指针大小(通常 8 字节);sizeof(int&) 返回所引用类型的大小(即 4 字节)。这不是“引用占空间”,而是编译器优化后的表现——引用本身不分配存储,sizeof 被定义为等价于其目标类型。

typeid 对两者也不同:

int x = 42;
int& r = x;
int* p = &x;
std::cout << typeid(r).name() << "\n"; // 输出 'i'(int)
std::cout << typeid(p).name() << "\n"; // 输出 'Pi'(pointer to int)

面试高频陷阱:问“引用是否占用内存”,正确回答是“语言标准不保证也不禁止,但实践中编译器通常不为其分配独立空间;它更像一个别名或编译期约束”。

函数参数传递时,引用能隐式转换,指针不能自动取地址

考虑函数 void f(const std::string& s),调用 f("hello") 合法:字面量构造临时 std::string,绑定到 const 引用;但 void g(std::string* s) 不能接受 g("hello"),因为字符串字面量类型是 const char[6],不会自动转成 std::string*

关键区别在于:引用绑定允许一次用户定义的类型转换(如构造函数),而指针赋值要求类型严格匹配(或可隐式转为指针)。

实操建议:

  • 输入参数优先用 const T&(避免拷贝,接受字面量/临时对象)
  • 输出参数用 T&(明确意图,调用方必须传变量)
  • 需要重设目标(如智能指针内部、容器迭代器)或动态为空时,必须用指针

复杂点在于:引用的“不可重绑定”特性让它在 RAII 和资源管理中更安全,但这也意味着它无法像指针那样用于实现链表节点或树结构——那些地方必须用指针。

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