何时使用引用和指针

Question

何时使用引用和指针

我理解指针与引用之间的语法和一般语义，但是我应该如何决定在API中使用引用或指针多少是合适的呢？

当然，有些情况需要(operator++需要一个引用参数)，但通常我发现我更喜欢使用指针(和Const指针)，因为语法清楚地表明变量正在被破坏性地传递。

例如，在以下代码中：

void add_one(int& n) { n += 1; }void add_one(int* const n) { *n += 1; }int main() {
  int a = 0;
  add_one(a); // Not clear that a may be modified
  add_one(&a); // 'a' is clearly being passed destructively}

对于指针，总是(更)明显的是发生了什么，所以对于API之类的方面来说，清晰性是一个很大的问题，而指针并不比引用更合适？这是否意味着只有在必要时才应使用引用(例如：operator++)?是否对其中一种或另一种有任何性能上的顾虑？

编辑(过时)：

除了允许空值和处理原始数组之外，选择似乎可以归结为个人偏好。我接受了下面的答案谷歌C+风格指南，因为它们提出了这样的观点：“引用可能会令人困惑，因为它们具有值语法，但具有指针语义。”

由于清理指针参数所需的额外工作，指针参数不应为空(例如，add_one(0)将调用指针版本并在运行时中断)，从可维护性的角度来看，在必须存在对象的地方使用引用是有意义的，尽管失去语法清晰度是可耻的。

Answer 1

在可能的地方使用引用，在必须的地方使用指针。避免指针，直到你不能。之所以如此，是因为指针使事物更难跟踪/读取，比任何其他构造都更不安全，也更危险。因此，经验法则是，只有在没有其他选择的情况下才使用指针。例如，当函数在某些情况下返回nullptr时，返回对象的指针是一个有效的选项，并且假定它会返回。也就是说，更好的选择是使用类似于boost::optional.另一个例子是将指向原始内存的指针用于特定的内存操作。应该在代码的非常狭窄的部分隐藏和本地化，以帮助限制整个代码库中的危险部分。在您的示例中，使用指针作为参数是没有意义的，因为：如果你提供nullptr作为论点，你将进入一个不明确的-行为-土地；引用属性版本不允许(不容易发现技巧)1的问题。对于用户来说，引用属性版本更容易理解：您必须提供一个有效的对象，而不是可能为NULL的对象。如果函数的行为必须使用或不使用给定的对象，那么使用指针作为属性意味着可以传递nullptr作为论证，这对函数来说是很好的。这是用户和实现之间的一种契约。

Answer 2

性能完全相同，因为引用是作为指针在内部实现的。因此，你不需要担心这一点。关于何时使用引用和指针，没有普遍接受的约定。在一些情况下，您必须返回或接受引用(例如，复制构造函数)，但除此之外，您可以随意执行。我遇到的一个相当常见的约定是，当参数必须引用现有对象时使用引用，当空值确定时使用指针。一些编码约定(如谷歌的)规定应该始终使用指针或Const引用，因为引用有一些不明确的语法：它们有引用行为，但有值语法。

Answer 3

从…C+FAQ Lite -可以时使用引用，必要时使用指针。当您不需要“重新处理”时，引用通常比指针更好。这通常意味着引用在类的公共接口中最有用。引用通常出现在对象的皮肤上，指针出现在内部。上述情况的例外情况是，函数的参数或返回值需要“Sentinel”引用-一个不引用对象的引用。这通常最好是返回/接受一个指针，并赋予空指针这个特殊的意义(引用必须总是别名对象，而不是取消引用的空指针)。注意：老C行程序员有时不喜欢引用，因为他们提供的引用语义在调用者的代码中不明确。然而，经过一些C+经验之后，人们很快就意识到这是一种信息隐藏形式，它是一种资产，而不是一种负债。例如，程序员应该用问题的语言而不是机器的语言来编写代码。