面试题：C++ 中指针与引用在函数参数传递中的性能分析

性能差异分析

内存分配：
- 指针：指针本身是一个变量，存储的是所指向对象的地址，在函数调用时，会为指针变量在栈上分配内存空间，其大小取决于系统架构（32 位系统通常为 4 字节，64 位系统通常为 8 字节）。
- 引用：引用本质上是一个别名，在函数调用时，并不会为引用额外分配内存空间，它与被引用的对象共享同一块内存。
栈空间使用：
- 指针：由于指针本身需要在栈上分配内存来存储地址，所以会占用一定的栈空间。
- 引用：因为不额外分配内存，所以相比指针，在栈空间使用上更节省。
数据拷贝次数：
- 指针：传递指针时，只是将指针变量的值（即地址）拷贝一份到函数栈中，无论所指向的数据量多大，拷贝的只是一个固定大小的地址值，数据本身不会被拷贝。
- 引用：传递引用时，同样不会拷贝数据本身，而是直接使用原对象的别名，所以在数据拷贝次数上，指针和引用是相同的，都只进行了地址（或别名）的传递，而非数据内容的拷贝。

不同场景下的选择

当需要表示“无对象”情况时：

指针：指针可以为 nullptr，表示不指向任何对象。例如，在链表节点的删除操作中，删除节点后，指向该节点的指针可以设为 nullptr。

struct ListNode {
    int val;
    ListNode* next;
    ListNode(int x) : val(x), next(nullptr) {}
};
void deleteNode(ListNode*& head, int val) {
    if (head == nullptr) return;
    if (head->val == val) {
        ListNode* temp = head;
        head = head->next;
        delete temp;
        return;
    }
    ListNode* cur = head;
    while (cur->next!= nullptr && cur->next->val!= val) {
        cur = cur->next;
    }
    if (cur->next!= nullptr) {
        ListNode* temp = cur->next;
        cur->next = cur->next->next;
        delete temp;
    }
}

引用：引用必须初始化，不能表示“无对象”的情况。所以在这种可能需要表示“无对象”的场景下，应选择指针。

当需要改变指向对象时：
- 指针：指针可以重新赋值，指向不同的对象。例如，在动态内存管理中，有时需要改变指针的指向。
```
int* ptr = new int(5);
int* newPtr = new int(10);
ptr = newPtr;
delete newPtr;
```
- 引用：引用一旦初始化，就不能再引用其他对象。所以如果需要在函数内部改变所指向的对象，应选择指针。
当需要确保对象存在且不想额外处理空指针情况时：
- 引用：由于引用必须初始化且不能为 nullptr，所以在调用函数时，能确保引用所关联的对象一定存在，代码更加简洁和安全。例如，在一些内部逻辑中，已知对象必然存在的场景。
```
void printValue(const int& ref) {
    std::cout << ref << std::endl;
}
int main() {
    int num = 10;
    printValue(num);
    return 0;
}
```
- 指针：使用指针时，每次使用前都需要检查是否为 nullptr，否则可能导致程序崩溃。在这种情况下，选择引用更优。
当传递大对象时：
- 指针和引用：因为指针和引用都不会拷贝大对象本身，只是传递地址或别名，所以在性能上都优于值传递。在这种场景下，两者都可以选择，但如果确定对象一定存在，引用的语法更简洁。例如：
```
class BigObject {
public:
    int data[10000];
    BigObject() {
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            data[i] = i;
        }
    }
};
void processObject(const BigObject& obj) {
    // 处理对象逻辑
}
void processObjectPtr(const BigObject* ptr) {
    if (ptr!= nullptr) {
        // 处理对象逻辑
    }
}
```
这里使用引用 processObject 函数调用更简洁，且不需要额外检查 nullptr，如果对象可能为空，processObjectPtr 使用指针更合适。

星途面试题库

面试题：C++ 中指针与引用在函数参数传递中的性能分析

知识考点

面试题答案

性能差异分析

不同场景下的选择