C++中指针和引用的关系与区别？ 以及& * 符号，对取地址以及引用的区别

在 C++ 中，指针和引用是两种用于操作内存地址的机制，它们有一些相似之处，但本质上是不同的。下面是指针和引用的关系、区别以及符号 & 和 * 的使用解释：

1. 指针和引用的关系与区别

1.1 指针

指针是存储 内存地址 的变量。它可以指向任何类型的对象或数据类型。指针可以通过解引用（*）操作符访问其指向的对象，并且指针本身可以修改来指向不同的对象。

指针的特点：

• 指针是一个变量，存储的是某个对象的内存地址。

• 指针可以为空（nullptr 或 NULL），即指向没有实际对象的地方。

• 指针可以重新赋值，使其指向不同的对象。

• 指针有算术操作，如 ++、--、+ 等。

int x = 10;
int* ptr = &x;  // ptr 存储 x 的地址
std::cout << *ptr;  // 通过解引用访问 x 的值, 输出 10

1.2 引用

引用是一个对象的别名，创建后引用必须绑定到某个对象，并且 不能更改。引用不是独立的对象，它只是原始对象的一个别名，所有对引用的操作实际是对原始对象的操作。

引用的特点：

• 引用必须在声明时初始化，且不能重新绑定到其他对象。

• 引用是透明的（像变量的别名），使用起来和原始变量没有区别。

• 引用不可以是空的，它始终引用一个对象。

int x = 10;
int& ref = x;  // ref 是 x 的引用
ref = 20;  // 修改 ref 等于修改 x
std::cout << x;  // 输出 20

1.3 指针与引用的区别

• 初始化：指针可以在声明后初始化，而引用必须在声明时初始化。

• 重新绑定：指针可以通过赋值语句重新指向不同的对象，而引用在初始化后不能改变它所绑定的对象。

• 空值：指针可以为空（nullptr），而引用必须始终绑定一个有效的对象。

• 内存占用：指针占用内存来存储地址，引用没有实际的内存占用，它只是对象的别名。

• 运算操作：指针支持指针算术操作（如递增、递减等），引用不支持任何运算操作。

2. & 和 * 符号的含义

2.1 & 符号

• 取地址符（Address-of Operator）：在普通变量前使用 & 表示取该变量的内存地址。

int x = 10;
int* ptr = &x;  // 使用 & 获取 x 的地址

• 引用声明符（Reference Operator）：在变量声明时使用 &，表示声明一个引用。

int y = 20;
int& ref = y;  // 使用 & 声明引用 ref，引用 y

2.2 * 符号

• 指针解引用符（Dereference Operator）：在指针前使用 * 表示访问指针指向的对象。

int* ptr = &x;
int val = *ptr;  // 通过解引用 *ptr 获取 x 的值

• 指针声明符（Pointer Declaration）：在类型前使用 * 表示声明一个指针变量。

int* ptr;  // 使用 * 声明一个指向 int 类型的指针

3. 指针和引用的具体示例

3.1 指针示例

int a = 5;
int* p = &a;  // p 指向 a 的地址
std::cout << *p << std::endl;  // 输出 a 的值 5
*p = 10;  // 修改 a 的值为 10
std::cout << a << std::endl;  // 输出 10

3.2 引用示例

int b = 15;
int& ref = b;  // ref 是 b 的引用
ref = 20;  // 修改 ref 等于修改 b
std::cout << b << std::endl;  // 输出 20

3.3 指针与引用的对比

int c = 30;
int* ptr = &c;   // 指针存储 c 的地址
int& ref = c;    // 引用作为 c 的别名

std::cout << *ptr << std::endl;  // 解引用指针，输出 30
std::cout << ref << std::endl;   // 直接使用引用，输出 30

*ptr = 40;  // 修改指针指向的值
std::cout << ref << std::endl;   // 引用输出更新后的值，输出 40

总结

特性	指针	引用
是否需要初始化	不需要必须初始化	声明时必须初始化
是否可重新绑定	可以重新指向其他变量	不可以重新绑定
是否可以为空	可以为空（nullptr）	不能为空
使用方式	使用 * 进行解引用	直接使用
内存开销	占用内存存储地址	不占用额外内存，只是别名
算术操作	支持指针算术操作	不支持算术操作
常见用法	动态内存分配、数组遍历、函数指针等	参数传递、创建别名

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小结

1、指针是指向地址的变量， 变量怎么使用，它就可以怎么使用，它确定了类型是指针类型，专门存储地址的。不可以用来存储其他类型的了， 所以，常见的就是直线对象地址的指针，如果基本数据类型，就需要&来取地址了。

2、&在声明变量的时候，是引用，是别名。不占用内存空间

如果放在变量前面的时候，它就是去地址的作用。