More Effective C++：指標與引用的區別

指標與引用看上去完全不同（指標用操作符’*’和’->’，引用使用操作符’.’），但是它們似乎有相同的功能。指標與引用都是讓你間接引用其他對象。你如何決定在什麼時候使用指標，在什麼時候使用引用呢？

首先，要認識到在任何情況下都不能用指向空值的引用。一個引用必須總是指向某些對象。因此如果你使用一個變數並讓它指向一個對象，但是該變數在某些時候也可能不指向任何對象，這時你應該把變數聲明為指標，因為這樣你可以賦空值給該變數。相反，如果變數肯定指向一個對象，例如你的設計不允許變數為空白，這時你就可以把變數聲明為引用。

“但是，請等一下”，你懷疑地問，“這樣的代碼會產生什麼樣的後果？”

char *pc = 0; // 設定指標為空白值
char& rc = *pc; // 讓引用指向空值

這是非常有害的，毫無疑問。結果將是不確定的（編譯器能產生一些輸出，導致任何事情都有可能發生），應該躲開寫出這樣代碼的人除非他們同意改正錯誤。如果你擔心這樣的代碼會出現在你的軟體裡，那麼你最好完全避免使用引用，要不然就去讓更優秀的程式員去做。我們以後將忽略一個引用指向空值的可能性。

因為引用肯定會指向一個對象，在C裡，引用應被初始化。

string& rs; // 錯誤，引用必須被初始化
string s("xyzzy");
string& rs = s; // 正確，rs指向s

指標沒有這樣的限制。

string *ps; // 未初始化的指標
// 合法但危險

不存在指向空值的引用這個事實意味著使用引用的代碼效率比使用指標的要高。因為在使用引用之前不需要測試它的合法性。

void printDouble(const double& rd)
{
cout << rd; // 不需要測試rd,它
} // 肯定指向一個double值

相反，指標則應該總是被測試，防止其為空白：

void printDouble(const double *pd)
{
if (pd) { // 檢查是否為NULL
cout << *pd;
}
}

指標與引用的另一個重要的不同是指標可以被重新賦值以指向另一個不同的對象。但是引用則總是指向在初始化時被指定的對象，以後不能改變。

string s1("Nancy");
string s2("Clancy");
string& rs = s1; // rs 引用 s1
string *ps = &s1; // ps 指向 s1
rs = s2; // rs 仍舊引用s1,
// 但是 s1的值現在是
// "Clancy"
ps = &s2; // ps 現在指向 s2;
// s1 沒有改變

總的來說，在以下情況下你應該使用指標，一是你考慮到存在不指向任何對象的可能（在這種情況下，你能夠設定指標為空白），二是你需要能夠在不同的時刻指向不同的對象（在這種情況下，你能改變指標的指向）。如果總是指向一個對象並且一旦指向一個對象後就不會改變指向，那麼你應該使用引用。

還有一種情況，就是當你重載某個操作符時，你應該使用引用。最普通的例子是操作符[]。這個操作符典型的用法是返回一個目標對象，其能被賦值。

vector v(10); // 建立整形向量（vector），大小為10;
// 向量是一個在標準C庫中的一個模板
v[5] = 10; // 這個被賦值的目標對象就是操作符[]返回的值

如果操作符[]返回一個指標，那麼後一個語句就得這樣寫：

*v[5] = 10;

但是這樣會使得v看上去象是一個向量指標。因此你會選擇讓操作符返回一個引用。

當你知道你必須指向一個對象並且不想改變其指向時，或者在重載操作符並為防止不必要的語義誤解時，你不應該使用指標。而在除此之外的其他情況下，則應使用指標。