(C/C++)区别：数组与指针，指针与引用

Posted 2020-08-07 小金乌会发光－Z&M

 

1.数组跟指针的区别

数组要么在静态存储区被创建（如全局数组），要么在栈上被创建。数组名对应着（而不是指向）一块内存，其地址与容量在生命期内保持不变，只有数组的内容可以改变。

指针可以随时指向任意类型的内存块，它的特征是“可变”，所以我们常用指针来操作动态内存。指针远比数组灵活，但也更危险。

数组和指针特点的简单比较：

数组	指针
保存数据	保存地址
直接访问数据	间接访问数据，先取得指针的内容，然后以它为地址取得数据
用于存储数目固定且类型相同的数据	通常用于动态数据结构
编译器自动分配和删除	动态的分配和删除
自身即为数据名	通常指向隐式数据

（1）指针和数组都可以在初始化的时候赋予字符串常量。尽管看上去一样，底层机制却不同。

指针在定义的时候，编译器并不会为指针所指向的对象分配内存空间，它只是分配指针变量的空间。除非以一个字符串常量对其进行初始化。下面的定义创建了一个字符串常量（为其分配了内存空间） char *p = "abcd"?

在ANSI C中，初始化指针时所指向的字符串被定义为只读，如果想通过指针修改字符串的时候，会产生未定义的行为。 数组也可以用字符串常量进行初始化，但是其内容可以被修改。

（2）内容的复制和比较不能对数组进行字节复制和比较，对于两个数组a,b,不能用b=a进行复制，而应当使用标准库函数strcpy()。也不能使用if(b==a)进行比较，应当使用strcmp()。 而对于指针p，如果要想将数组a中的内容复制，要先申请一块内存区域，然后使用strcpy()进行拷贝。

void main(void ) {

char a[] ="hello"?

char b[10]?

strcpy(b,a)? // can‘t use b=a?
if(strcmp(b,a) == 0)?//can‘t use if(b==a)
char *p = NULL?
p = (char *)malloc(sizeof(char )*(strlen(a)+1)；
strcpy(p, a)?
if(strcmp(b,a) == 0)?
}
（3）计算内存容量
用运算符sizeof()可以计算出数组的容量（字节数）。如下例
char a[] = "abcdef"?
char *p = a?
sizeof(a) = 7?
sizeof(p) = 4?//sizeof(p) equal to sizeof(char *) =4
注意当数组名作为函数参数进行传递时，该数组自动退化该类型的指针，如下例：
void TEST(char a[100])
{
cout<<sizeof(a)<<endl?// in this place, sizeof(a) is equal to sizeof(char *) = 4
}

附：数组指针与指针数组

指针数组：首先它是一个数组，数组的元素都是指针，它的元素可以指向相同类型的不同对象，数组占多少个字节由数组本身决定。它是“储存指针的数组”的简称。
数组指针：首先它是一个指针，它指向一个数组。在32 位系统下永远是占4个字节，至于它指向的数组占多少字节，不知道。它是“指向数组的指针”的简称。

可参考：C语言指针数组和数组指针

函数指针与指针函数

函数指针就是指向函数的存储空间地址的指针，可以对函数指针进行赋值并且通过函数指针来调用函数，它的本质是一个指针。

而指针函数只是说明它是一个返回值为指针的函数，其本质是一个函数。

 

2.指针和引用的区别

★ 相同点：

1. 都是地址的概念；

指针指向一块内存，它的内容是所指内存的地址；引用是某块内存的别名。

★ 区别：

1. 指针是一个实体，而引用仅是个别名；

2. 引用使用时无需解引用(*)，指针需要解引用；

3. 引用只能在定义时被初始化一次，之后不可变；指针可变；

引用“从一而终”

4. 引用没有 const，指针有 const，const 的指针不可变；

5. 引用不能为空，指针可以为空；

6. “sizeof 引用”得到的是所指向的变量(对象)的大小，而“sizeof 指针”得到的是指针本身(所指向的变量或对象的地址)的大小；

typeid(T) == typeid(T&) 恒为真，sizeof(T) == sizeof(T&) 恒为真，

但是当引用作为成员时，其占用空间与指针相同（没找到标准的规定）。

7. 指针和引用的自增(++)运算意义不一样；

 

附：C++中指针传递与引用传递

概念上：

指针从本质上讲就是存放变量地址的一个变量，在逻辑上是独立的，它可以被改变，包括其所指向的地址的改变和其指向的地址中所存放的数据的改变。

而引用是一个别名，它在逻辑上不是独立的，它的存在具有依附性，所以引用必须在一开始就被初始化，而且其引用的对象在其整个生命周期中是不能被改变的（自始至终只能依附于同一个变量）。

 

在C++中，指针和引用经常用于函数的参数传递，然而，指针传递参数和引用传递参数是有本质上的不同的：

指针传递参数本质上是值传递的方式，它所传递的是一个地址值。值传递过程中，被调函数的形式参数作为被调函数的局部变量处理，即在栈中开辟了内存空间以存放由主调函数放进来的实参的值，从而成为了实参的一个副本。值传递的特点是被调函数对形式参数的任何操作都是作为局部变量进行，不会影响主调函数的实参变量的值。（这里是在说实参指针本身的地址值不会变）

而在引用传递过程中，被调函数的形式参数虽然也作为局部变量在栈中开辟了内存空间，但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的地址。被调函数对形参的任何操作都被处理成间接寻址，即通过栈中存放的地址访问主调函数中的实参变量。正因为如此，被调函数对形参做的任何操作都影响了主调函数中的实参变量。

 

引用传递和指针传递是不同的，虽然它们都是在被调函数栈空间上的一个局部变量，但是任何对于引用参数的处理都会通过一个间接寻址的方式操作到主调函数中的相关变量。而对于指针传递的参数，如果改变被调函数中的指针地址，它将影响不到主调函数的相关变量。如果想通过指针参数传递来改变主调函数中的相关变量，那就得使用指向指针的指针，或者指针引用。

从编译的角度来阐述：程序在编译时分别将指针和引用添加到符号表上，符号表上记录的是变量名及变量所对应地址。指针变量在符号表上对应的地址值为指针变量的地址值，而引用在符号表上对应的地址值为引用对象的地址值。符号表生成后就不会再改，因此指针可以改变其指向的对象（指针变量中的值可以改），而引用对象则不能修改。

 

 

可参考文章：指针与数组的区别和联系 

深入理解数组与指针的区别