(原創) pointer和reference有什么差别呢? (C/C++)

C语言和其它程序性语言，如FORTRAN，Pascal，BASIC最大的差别就在于pointer，而pointer也是学习C语言最大的门坎，pointer的本意是希望function在传递数据时，不用将数据用copy的方式将数据copy进function的stack中，以加快程序执行速度和节省内存，如array通常占的内存都很大，若copy的方式势必降低速度且耗内存，但pointer的缺点就是程序不易阅读，需要一段时间去熟析这种怪异的语法。

C++为了解决pointer程序不易阅读的问题，增加了reference型别，C#/Java也取消了pointer，用reference取代pointer，但reference和pointer有什么不同呢?

Reference基本上存的也是『内存地址』，这和pointer一样，但pointer取值时，还必须dereference，也就是必须透过『*』才能取值，因此才会出现*** pointer to pointer to pointer这种难以理解的语法，但reference是一种『高级的pointer』，不需deference即可取值，所以不论是几层，仍然是reference这个变量而已，也因为不需dereference，所以书上都强调reference可视为变量的alias(别名、化名)(C++ Primer 4th P.59 A reference is an alias.)，这使的reference骨子里存的是内存地址，但用起来却和一般变量一样方便，程序也漂亮许多，我们看一下(以下程序摘自 多型与虚拟 对象导向的精随 P.27侯俊杰)

1#include <iostream>
2
3int* func1(int* x);
4int& func2(int& x);
5
6
14// Use pointer
15
21// Use reference
22#include <iostream>
2
3void swap1(int* x, int* y);
4void swap2(int& x, int& y);
5
6
21
27

以上的例子，都明显的发现reference的确比pointer优秀，但相信很多人跟我一样，基乎没有使用这种Call by pointer(reference)的方式传值，都使用Call by value的方式，因为怕的就是Side effect，由于argument和parameter的内存地址相同，若function中不小心改了parameter的变量，就造成argument变量值改变了，在其它语言的确没有解决的方案(C#/Java/VB)，但在C++中，提供了const reference的方式，让parameter为只读，若程序不小心改了parameter，compiler会挡下来：

1#include <iostream>
2
3int Add(const int& x, const int& y);
4
5
15
20
21

所以为了程序效率以及节省内存，应该尽量使用reference来写程序，可以避免copy的动作，而且reference的写法程序的可读性远比pointer高，而写法基乎和一般变量一样，只有宣告reference时不一样而已。

Reference
C++ Primer 4th P.58
多型与虚拟 对象导向的精随 P.27 侯俊杰