2.1 指针与引用

指针和引用是 C++ 中比较基础但是也比较容易被混淆的一对概念。它们都能让我们"间接"地去操控一块内存中的数据，但是在语法约束和使用场景上有着本质区别。

语法层面的区别

从语法上看，指针和引用有三条最核心的差异。

第一是初始要求不同。指针可以不初始化（语法上可以，但是特别不建议哦，这是野指针呐！），也可以被赋值为 nullptr，表示不指向任何有效内存。但是引用不行，它在声明时候必须绑定到一个已经存在的变量身上。（注意哦，const 引用是个例外，它可以绑定到临时对象或字面量，如 const int& a = 10; 是合法的。）

第二点是，指针是一个独立的变量，可以重新指向其他地方（这个不必多说）。但是引用不行，它不能重新绑定到其他变量，如果后面再用赋值操作，也只会修改绑定对象的值。

第三是访问方式不同，指针需要解引用运算符 * 才能访问目标内存的值，但是引用就像是普通变量一样可以直接拿来用，这也是引用在代码可读性上的优势所在 —— 它隐藏了"地址"这一层抽象，让操作看起来就像在直接操作原变量，因而，引用也可以看成是变量的别名。

这三点可以用这个表简单概括：

底层实现：引用是语法糖

尽管刚刚我们对比了半天它俩的差别，但是谁能想到从底层（汇编层面）看，它俩几乎没有区别！

这都是编译器的功劳：引用就是编译器实现的一种"语法糖"，大多数的编译器在底层会为引用维护一个指针，通过这个指针来访问所绑定的对象。

引用的价值就是在指针的基础之上，屏蔽掉空指针、野指针、手动地址运算这类不安全操作，在保证地址传递能力的同时，提升代码安全性和可读性。

函数传参的三种方式

指针和引用对比的点大概也就以上这些，只讲这些有点干巴，也显得本篇内容有点少（作为 C++ 部分的第一篇这样不太好(◍•ᴗ•◍)ﾉ♡），那接下来顺便讲一下 C++ 函数传参的三种典型方式，这也是指针和引用比较常见的用途。

值传递是最朴素最常用的方式。就是把外部实参完整复制一份给内部形参，函数里面操作的是一个独立的临时副本，随便怎么折腾都不会影响外面的实参。这个方法逻辑直白，也不会改变原数据（如果你的函数目的就是改变原数据的话，那就算了嘿嘿）。但是如果我要处理一个超级超级大的数据，比如大数组，大自定义对象等，那拷贝起来太麻烦了，内存和时间损耗比较大，影响效率。

指针传递将变量的内存地址传入函数。函数通过解引用指针，可以直接修改外部原变量的值，同时避免了对象拷贝。但指针传递要求我们手动取地址，且函数内部需要处理指针可能为空的情况，语法上有点繁琐。

引用传递可以看作指针传递的"语法升级版"。它传递的是变量的别名，不发生拷贝，函数内部同样可以修改外部对象，但调用时无需取地址，函数内部也无需解引用，语法简洁自然。对于需要修改外部参数或避免大对象拷贝的场景，引用传递通常是首选。

来举个小例子看看：

#include <iostream>
using namespace std;

void test_1(int num)
{
    num = 20; //只改变这个副本，主函数的num不受影响
    cout<<"【test_1函数】num:"<<num<<endl;
}

void test_2(int* pointer)
{
    *pointer = 30; //通过指针修改外层原始变量
    cout<<"【test_2函数】*pointer:"<<*pointer<<endl;
}

void test_3(int& ref)
{
    ref = 40; //直接修改原值
    cout<<"【test_3函数】ref:"<<ref<<endl;
    
}

//主函数中的pointer、ref属于冗余写法，只是为了直观的演示，实际使用时直接传 &num、num 即可，不用额外创建变量；
int main()
{
    int num = 10; //原变量
    int* pointer = &num; //指向num的指针
    int& ref = num; //绑定到num的引用
    
    cout<<"【主函数】原num:"<<num<<endl<<endl;
    
    test_1(num); 
    cout<<"【主函数】值传递后num:"<<num<<endl<<endl;
    
    test_2(pointer); 
    cout<<"【主函数】指针传递后num:"<<num<<endl<<endl;
    
    test_3(ref); 
    cout<<"【主函数】引用传递后num:"<<num<<endl;
    
    return 0;
}

代码就不再讲解啦，可以自己跑一下试试（其实结果也能直接"猜到"），本篇讲解就到这里啦~