指针和引用之间的真正区别是什么？

Question

AKA - 指针为什么如此受关注？

我只用过像ActionScript，Java和C#这样的现代面向对象语言，我不太理解指针的重要性以及你如何使用它们。我在这方面错过了什么？

- Iain

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我不确定有人会“痴迷”于指针。问题标题是否可以重新措辞，因为问题本身很有价值，但标题只是愚蠢的。也许可以改成“现代‘引用’和传统‘指针’之间的区别是什么？” - Shaun Austin

是的，但我的标题更有趣。我从这些回答中学到了很多，所以我可能会用新的知识来重新表达问题。我应该改变它吗？ - Iain

是的，这是一个有趣的标题。但如果是我，我会重新措辞，原因有两个：1）如果问题反映了实际问题的文本，更有可能在谷歌中找到它；2）由于你的措辞方式，类似问题的提问者可能看不到你的问题。仅供参考。 - Shaun Austin

如果你把“指针”当做朋友，那么“引用”也会跟随其后！！ - Jay D

Answer 1

这一切只是间接的：能够不直接处理数据，而是说“我将指引你去那里的某些数据”。在Java和C#中有相同的概念，但只以引用格式存在。

关键区别在于引用实际上是不可变的路标——它们总是指向某些东西。这很有用，也很容易理解，但比C指针模型的灵活性要低。C指针是可以愉快地重写的路标。你知道你要查找的字符串就在被指向的字符串旁边吗？好吧，稍微改变一下路标。

这与C的“贴近底层、需要低级知识”的方法很搭配。我们知道char* foo由从foo标志点开始的一组字符组成。如果我们还知道该字符串至少有10个字符长，我们可以将标志点更改为(foo+5)，以指向同一字符串，但从一半处开始。

当你知道自己在做什么时，这种灵活性非常有用，但如果你不知道则会有致命后果（“知道”不仅仅是“知道语言”，还包括“确切了解程序的状态”）。弄错了，你的路标就会引领你走向悬崖边缘。引用不让你乱动，所以你更有信心在没有风险的情况下跟随它们（尤其是与规则相结合时，比如“被引用的对象永远不会消失”，这在大多数垃圾回收语言中都是这样的）。

- Adam Wright

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Java和C＃中的引用不像C ++中的引用那样是不可变的...它们可以更改为引用其他对象，并且还可以采用null值，这两者在C ++中都无法实现...有点像C ++引用和指针的混合（但又具有垃圾回收功能）。 - workmad3

言辞精妙的解释！ - Robert Jeppesen

喜欢悬崖路牌的例子 :) - SharePoint Newbie

我认为指针直接引用计算机的内存，而引用则是其他变量的别名。如果您有一个int，然后给它两个名称，那基本上就是一个引用。如果你有一个int并记录了它在RAM中的位置-那就是一个指针。 - Max

跌下悬崖了 - 说得好！ - Jay D

这个解释就像吃了蓝色药丸一样，谢谢。 - LumbusterTick

Answer 2

你错过了很多！了解计算机的底层工作原理在许多情况下非常有用。C和汇编语言可以帮助你实现这一点。

基本上，指针让你将数据写入计算机内存中的任何位置。在更原始的硬件/操作系统或嵌入式系统中，这可能会做一些有用的事情。例如打开和关闭blinkenlichts（指灯）。

当然，在现代系统上这并不起作用。操作系统是主内存的主人和大师。如果尝试访问错误的内存位置，则进程将因其傲慢而付出生命的代价。

在C中，指针是传递数据引用的方式。当调用函数时，你不想将一百万个比特位复制到堆栈中。相反，你只需告诉在主内存中数据所在的位置即可。换句话说，你提供了一个指向该数据的指针。

在某种程度上，这也是Java中发生的事情。你传递对象的引用，而不是对象本身。请记住，最终每个对象都是计算机主内存中的一组比特位。

- Antti Rasinen

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我完全同意你的评论：“你错过了很多！” - Jay D

Answer 3

指针是用于直接操纵内存内容的。

你可以自行决定这是否是一件好事，但这是C或汇编中完成任何操作的基础。

高级语言将指针隐藏在幕后：例如，在几乎所有JVM中，Java中的引用都被实现为指针，这就是为什么它被称为NullPointerException而不是NullReferenceException的原因。但是，它不允许程序员直接访问它所指向的内存地址，并且不能被修改以取代正确类型对象的地址。因此，它没有提供与低级语言中指针相同的功能（和责任）。

[编辑：这是对问题“这种关注指针的痴迷是什么？”的回答。我所比较的只是汇编/C风格的指针和Java引用。由于问题标题已更改：如果我想回答新问题，我可能会提到除Java以外的其他语言中的引用]

- Steve Jessop

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很棒的回答：平等尊重C等低级语言和高级语言！ - Jay D

Answer 4

这就像是问：“为什么对CPU指令如此痴迷？如果我不在程序中到处使用x86 MOV指令，会错过什么吗？”

只有在进行低级编程时才需要用到指针。在大多数高级编程语言的实现中，指针与在C语言中一样经常被使用，但却被编译器从用户中隐藏。

所以... 不要担心。你已经在使用指针了——而且没有出现使用不当的危险。 :)

- Matthias Benkard

Answer 5

我将指针视为汽车中的手动变速器。如果您学习的汽车是自动变速器，那并不会让您成为一个糟糕的司机。您依然可以做大多数需要手动变速器技能的事情。只是您在驾驶方面的知识可能存在漏洞。如果你必须开一辆手动挡汽车，可能会有麻烦。当然，理解其基本概念很容易，但一旦你需要做一个坡道起步时，你就会心生畏惧。但是，手动变速器仍然有其用处。例如，赛车手需要切换档位以使赛车在当前比赛条件下以最优方式响应，因此手动变速器对他们的成功非常重要。

这与编程非常相似。现在需要在某些软件上进行C/C ++开发，例如高端3D游戏、低级嵌入式软件等。在这些软件中，速度是软件目的的关键部分，使用较低级别的语言可以更接近需要处理的实际数据，这对性能至关重要。然而，对大多数程序员来说，这不是必需的，不了解指针也不会导致失败。然而，我认为每个人都可以从学习C和指针中受益，就像手动变速器一样。

- Fostah

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-1，它除了说明指针有用之外，什么也没有解释。 - Johan

Answer 6

自从你开始使用面向对象的语言编程，让我这样说吧。你让对象A实例化对象B，并将其作为方法参数传递给对象C。对象C修改了对象B中的一些值。当你回到对象A的代码时，你可以看到对象B中的更改值。为什么会这样呢？因为你传递了对象B的引用给对象C，而不是复制了另一个对象B。因此，对象A和对象C都持有对内存中同一对象B的引用。从一个地方进行的更改可以在另一个地方看到。这被称为按引用传递。

现在，如果你使用基本类型，比如int或float，并将它们作为方法参数传递，那么对象C中的更改就无法被对象A看到，因为对象A仅仅传递了自己变量的副本，而不是引用。这被称为按值传递。

你可能已经知道这个。

回到C语言，函数A将一些变量传递给函数B。这些函数参数本质上是副本，按值传递。为了使函数B操作属于函数A的副本，函数A必须传递一个指针给变量，这样它就成为按引用传递。

“嘿，这是我的整数变量的内存地址。把新值放在那个地址位置，我等会再来取。”

请注意，这个概念类似但不完全相同。指针可以做比仅仅传递“按引用”更多的事情。指针允许函数操作任意位置的内存到所需的值。指针也用于指向新的执行代码地址，以动态执行任意逻辑，而不仅仅是数据变量。指针甚至可以指向其他指针（双重指针）。这很强大，但也很容易引入难以检测的错误和安全漏洞。

- icelava

Answer 7

我在我的日常工作中经常使用指针和引用...在托管代码（C＃，Java）和非托管代码（C ++，C）中。我向大师[Binky！！][1]学习了如何处理指针以及它们是什么。不需要再说什么;)

指针和引用的区别在于：指针是某个内存块的地址。它可以被重写或者换句话说，重新分配到其他内存块。引用只是某个对象的重命名。它只能被分配一次！一旦它被分配给一个对象，就不能再分配给另一个对象。引用不是地址，它是变量的另一个名称。请查看C++ FAQ获取更多信息。 链接1 链接2

- Chap

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Binky 很有趣 - 据我所知，Java 和 C# 不允许直接访问内存，因此您正在使用引用而不是指针？ - Iain

在Java和C#中，它通常不是直接的，在大多数情况下都是抽象化的（它们是指针）。虽然在C#中有编写非托管代码块（允许使用指针）以及使用关键字ref（类似于指针）的方法。 - Chap

Answer 8

如果您之前没有接触过指针，那么您一定会错过这个小宝石：

void strcpy(char *dest, char *src)
{    
        while(*dest++ = *src++);
}

- user9282

Answer 9

历史上，使编程成为可能的原因是意识到内存位置不仅可以保存数据，还可以保存计算机指令。指针的出现源于意识到内存位置也可以保存其他内存位置的地址，从而给我们带来了间接性。如果没有指针（在低级别），大多数复杂的数据结构都将不可能存在。没有链表、二叉树或哈希表。只有按值传递，没有按引用传递。由于指针可以指向代码，如果没有它们，我们也将没有虚函数或函数查找表。

- Justsalt

Answer 10

字符串是C语言（以及其他相关语言）的基础。在使用C语言编程时，你必须管理自己的内存。你不能只说“好吧，我需要一堆字符串”;你需要考虑数据结构。你需要多少内存？什么时候分配它？什么时候释放它？假设你想要10个字符串，每个字符串不超过80个字符。

好的，每个字符串都是一个字符数组（81个字符 - 你不能忘记空值，否则你会后悔！），然后每个字符串本身又是一个数组。最终结果将是一个类似于多维数组的东西。

char dict[10][81];

请注意，dict不是“字符串”、“数组”或“字符”。它是一个指针。当您尝试打印其中的一个字符串时，您所做的只是传递单个字符的地址；C会假设如果它只是开始打印字符，最终会遇到一个空字符。并且它假设如果您在一个字符串的开头，并向前跳过81个字节，您将到达下一个字符串的开头。实际上，将指针加上81个字节是跳转到下一个字符串的唯一可能方式。

那么，为什么指针很重要？因为没有它们，您无法做任何事情。您甚至不能执行像打印一堆字符串这样简单的操作；您肯定无法执行任何有趣的操作，例如实现链接列表、哈希、队列、树、文件系统、某些内存管理代码、内核等等。您需要理解它们，因为C只会将一块内存交给您进行操作，而对于使用原始内存块进行任何操作都需要使用指针。

此外，许多人认为，理解指针的能力与编程技能高度相关。乔尔（Joel）等人提出了这个论点。例如：

现在，我自由承认，在当今编写的90％的代码中，不需要使用指针，实际上，在生产代码中使用指针是非常危险的。好的，这很好。而且，实际上，函数式编程并没有被广泛使用。同意这一点。但是它仍然对一些最令人兴奋的编程工作非常重要。例如，如果没有指针，你就永远无法在Linux内核上工作。你不能理解Linux或任何操作系统中的一行代码，而不真正了解指针。文章来源：这里。非常好的文章。

- Cody Hatch