引用和指向数组的指针有何不同，哪个更可取？

Question

我是一名 cpp 初学者，一直在尝试非常基础的知识。我正在探索引用和指针在数组方面有何不同，并写了一个简单的片段。


int main() {
    //char *  c2 = "C";
  //std::cout << &c2<<std::endl;
    //std::cout << *c2<<std::endl;
    int arr[]={21,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int (&ar)[10]=arr;
    int *ar1=arr;
    std::cout<<"add of arr[0] :"<<&arr[0]<<std::endl;
    std::cout<<"value of ar: "<<ar<<std::endl;
    std::cout<<"value of ar1: "<<ar1<<std::endl;
    std::cout<<"value of *ar: "<<*ar<<std::endl;
    std::cout<<"value of *ar1: "<<*ar1<<std::endl;
    std::cout<<"value of *(ar+1): "<<*(ar+1)<<std::endl;
    std::cout<<"value of *(ar1+1): "<<*(ar1+1)<<std::endl;
    std::cout<<"value of ar[0]: "<<ar[0]<<std::endl;//some garbage value
    std::cout<<"value of ar1[0]: "<<ar1[0]<<std::endl;//some garbage value
    std::cout<<"value of sizeof(ar): "<<sizeof(ar)<<std::endl;
    std::cout<<"value of sizeof(int): "<<sizeof(int)<<std::endl;
    std::cout<<"value of sizeof(arr): "<<sizeof(arr)<<std::endl;
    std::cout<<"value of sizeof(ar1): "<<sizeof(ar1)<<std::endl;
}

以下是此代码的输出：

add of arr[0] :0x7fffe6054ba0
value of ar: 0x7fffe6054ba0
value of ar1: 0x7fffe6054ba0
value of *ar: 21
value of *ar1: 21
value of *(ar+1): 2
value of *(ar1+1): 2
value of ar[0]: 21
value of ar1[0]: 21
value of sizeof(ar): 40
value of sizeof(int): 4
value of sizeof(arr): 40
value of sizeof(ar1): 8

如您所见，我能发现的唯一区别是引用的大小不同于指针的大小。事实上，引用和指针的值都是数组的第一个元素。甚至指针算法对它们两者的工作方式也相同。引用的大小是 int*10，而指针的大小是 8。这里到底发生了什么？这两者有何不同，是否有关于何时使用引用或指针的标准做法？

Answer 1

The size of reference is int*10 vs size of pointer which is 8.

引用是别名，所以引用的大小是int*10，与sizeof(arr)

相同

How are these two different and is there a standard practice as to when to use a reference or a pointer?

当你不需要控制对象的生命周期时，更喜欢使用引用。当您发现引用不能满足您的要求时，我们必须使用指针。

参考与指针：

必须初始化引用
不必初始化指针
引用可以悬空，指针也可以悬空
需要删除控制资源所有权的指针，以避免资源泄漏（我们可以使用智能指针来避免）

您还可以阅读 Google c++ style guide 以获取有关选择 reference vs pointer

的更多信息

Answer 2

一个简单的解释：

指针是一种需要足够大才能存储任何地址的类型。在您的系统上，所需的大小是 8 个字节。您也可以使用指针执行操作，而无需实际更改它指向的变量。 sizeof 不会给出数组的大小，而是指针的大小。请注意 sizeof *ar1 也不应给出大小，它只是给出数组第一个元素的大小，即 int.

引用基本上是指针的语法糖，它具有真正的按引用传递的一些额外功能。对于引用和指针，编译器可以使用引用和指针生成 identical/very 相似的 assembly/machine 代码。比如这两个函数：

int foo(int &bar)
{
    return ++bar;
}
int baz(int *bar)
{
    return ++(*bar);
}

使用 GCC 10.2 和 -O1 生成相同的程序集（使用 Compiler Explorer 检查）：

foo(int&):
        mov     eax, DWORD PTR [rdi]
        add     eax, 1
        mov     DWORD PTR [rdi], eax
        ret
baz(int*):
        mov     eax, DWORD PTR [rdi]
        add     eax, 1
        mov     DWORD PTR [rdi], eax
        ret

（生成的程序集对于 -O0、-O2 和 -O3 的两个函数也是相同的）

如你所见，一模一样

但是，是的，引用比指针有更多的权力。如您所见，sizeof 给出了数组的实际大小，而对于指针，它只是给出了指针的大小。此外，在 const T & 和 T && 的情况下，引用也可以接受右值，而指针不能。

引用和指向数组的指针有何不同，哪个更可取？

How is a reference and a pointer to an array different from each other and which one is preferable?

c++

arrays

pointers

reference