指针与引用参数传递的区别及内存操作流程详解

指针和引用都是C++中用于间接访问变量的机制，但在参数传递时它们的工作方式和内存操作流程有所不同。

1. 基本概念

指针 (Pointer)

• 是一个变量，存储的是另一个变量的内存地址

• 可以重新指向不同的地址

• 可以为nullptr

引用 (Reference)

• 是已存在变量的别名

• 必须在初始化时绑定到一个变量，之后不能改变

• 不能为null

2. 参数传递时的内存操作流程

指针参数传递示例

 

void modifyWithPointer(int* ptr) {*ptr = 20;  // 解引用并修改值
}int main() {int a = 10;modifyWithPointer(&a);  // 传递a的地址// a现在为20
}

内存操作流程:

1. 在main函数中，变量a被创建在栈上，地址为0x1000，值为10

2. 调用modifyWithPointer时，创建指针参数ptr，ptr本身位于新栈帧中(地址0x2000)，存储的值是a的地址0x1000

3. 通过*ptr解引用，实际修改的是0x1000地址处的值

4. 函数返回后，ptr被销毁，但a的值已被修改

引用参数传递示例

 

void modifyWithReference(int& ref) {ref = 30;  // 直接操作引用
}int main() {int b = 10;modifyWithReference(b);  // 传递b的引用// b现在为30
}

内存操作流程:

1. 在main函数中，变量b被创建在栈上，地址为0x3000，值为10

2. 调用modifyWithReference时，引用参数ref被创建为b的别名，不占用额外存储空间(编译器实现可能不同)

3. 操作ref等同于直接操作b的内存(0x3000)

4. 函数返回后，b的值已被修改

3. 关键区别

特性	指针	引用
内存占用	需要存储地址(通常4/8字节)	通常不占用额外内存(编译器优化)
语法	需要解引用(*)操作	直接使用，像普通变量
可空性	可以为nullptr	不能为null
重绑定	可以指向不同地址	一旦绑定不能改变
参数传递	传递地址(&变量)	直接传递变量
内存操作层次	需要访问指针值和解引用两次操作	直接操作原始变量

4. 底层视角

在汇编层面，引用通常是通过指针实现的，但编译器会保证引用不为空且不被重新绑定。引用提供了更高级别的抽象和安全性。

5. 使用建议

• 需要"无"值或需要重新绑定时使用指针

• 需要更安全、更直观的语法时使用引用

• 需要操作动态分配的内存时必须使用指针

• 在C++中，引用通常更受欢迎，除非有特定需要使用指针

理解这些区别有助于写出更高效、更安全的代码，特别是在处理大型对象或需要修改调用者变量时。