爲什麼C/C++語言使用指針？
答案：①一方面，每一種編程語言都使用指針。不止C/C++使用指針。
每一種編程語言都使用指針。C++將指針暴露給了用戶(程序員)，而Java和C#等語言則將指針隱藏起來了。
“Everything uses pointers. C++ just exposes them rather than hiding them,”
It's easier to give someone an address to your home than to give a copy of your home to everyone.
②另一方面
使用指針的優點和必要性：
- 指針能夠有效的表示數據結構；
- 能動態分配內存，實現內存的自由管理；
- 能較方便的使用字符串；
- 便捷高效地使用數組
- 指針直接與數據的儲存地址有關，比如：值傳遞不如地址傳遞高效，因爲值傳遞先從實參的地址中取出值，再賦值給形參代入函數計算；而指針則把形參的地址直接指向實參地址，使用時直接取出數據，效率提高，特別在頻繁賦值等情況下（注意：形參的改變會影響實參的值！）
引用和指針有什麼區別？
本質：引用是別名，指針是地址，具體的：
①從現象上看，指針在運行時可以改變其所指向的值，而引用一旦和某個對象綁定後就不再改變。這句話可以理解爲：指針可以被重新賦值以指向另一個不同的對象。但是引用則總是指向在初始化時被指定的對象，以後不能改變，但是指定的對象其內容可以改變。
②從內存分配上看，程序爲指針變量分配內存區域，而不爲引用分配內存區域，因爲引用聲明時必須初始化，從而指向一個已經存在的對象。引用不能指向空值。
③ 從編譯上看，程序在編譯時分別將指針和引用添加到符號表上，符號表上記錄的是變量名及變量所對應地址。指針變量在符號表上對應的地址值爲指針變量的地址值，而引用在符號表上對應的地址值爲引用對象的地址值。符號表生成後就不會再改，因此指針可以改變指向的對象（指針變量中的值可以改），而引用對象不能改。這是使用指針不安全而使用引用安全的主要原因。從某種意義上來說引用可以被認爲是不能改變的指針。注：標準沒有規定引用要不要佔用內存，也沒有規定引用具體要怎麼實現，具體隨編譯器 http://bbs.csdn.net/topics/320095541
④不存在指向空值的引用這個事實，意味着使用引用的代碼效率比使用指針的要高。因爲在使用引用之前不需要測試它的合法性。相反，指針則應該總是被測試，防止其爲空。
⑤理論上，對於指針的級數沒有限制，但是引用只能是一級。如下：
int** p1; // 合法。指向指針的指針
int*& p2; // 合法。指向指針的引用
int&* p3; // 非法。指向引用的指針是非法的
int&& p4; // 非法。指向引用的引用是非法的
注意上述讀法是從左到右。
來源： <http://www.tc5u.com/cpp/2400451.htm>
下面用通俗易懂的話來概述一下：
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指針-對於一個類型T，T*就是指向T的指針類型，也即一個T*類型的變量能夠保存一個T對象的地址，而類型T是可以加一些限定詞的，如const、volatile等等。見下圖，所示指針的含義：
![]()
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引用-引用是一個對象的別名，主要用於函數參數和返回值類型，符號X&表示X類型的引用。見下圖，所示引用的含義：
![]()
首先，引用不可以爲空，但指針可以爲空。前面也說過了引用是對象的別名，引用爲空——對象都不存在，怎麼可能有別名！故定義一個引用的時候，必須初始化，不初始化的話連編譯都通不過（編譯時錯誤）。因此如果你有一個變量是用於指向另一個對象，但是它可能爲空，這時你應該使用指針；如果變量總是指向一個對象，i.e.，你的設計不允許變量爲空，這時你應該使用引用。
注意：正因爲指針可以不指向任何對象，使用指針之前必須做判空操作，而引用就不必。
其次，引用不可以改變指向，對一個對象"至死不渝"；但是指針可以改變指向，而指向其它對象。說明：雖然引用不可以改變指向，但是可以改變初始化對象的內容。
例如就++操作而言，對引用的操作直接反應到所指向的對象，而不是改變指向；而對指針的操作，會使指針指向下一個對象，而不是改變所指對象的內容。
再次，引用的大小是所指向的變量的大小，因爲引用只是一個別名而已；指針是指針（地址）本身的大小，32位系統下，一般爲4個字節。
最後，引用比指針更安全。由於不存在空引用，並且引用一旦被初始化爲指向一個對象，它就不能被改變爲另一個對象的引用，因此引用很安全。對於指針來說，它可以隨時指向別的對象，並且可以不被初始化，或爲NULL，所以不安全。const 指針雖然不能改變指向，但仍然存在空指針，並且有可能產生野指針（即多個指針指向一塊內存，free掉一個指針之後，別的指針就成了野指針）。
總之，可以歸結爲"指針指向一塊內存，它的內容是所指內存的地址；而引用則是某塊內存的別名，引用不改變指向。"
特別之處const
爲什麼要提到const關鍵字呢？因爲const對指針和引用的限定是有差別的：
常量指針VS常量引用
★常量指針：指向常量的指針，在指針定義語句的類型前加const，表示指向的對象是常量。
定義指向常量的指針只限制指針的間接訪問操作，而不能規定指針指向的值本身的操作規定性。
常量指針定義"const int* pointer=&a"告訴編譯器，*pointer是常量，不能將*pointer作爲左值進行操作。
★常量引用：指向常量的引用，在引用定義語句的類型前加const，表示指向的對象是常量。也跟指針一樣不能對引用指向的變量進行重新賦值操作。
指針常量VS引用常量
在指針定義語句的指針名前加const，表示指針本身是常量。在定義指針常量時必須初始化！而這是引用與生俱來的屬性，無需使用const。
指針常量定義"int* const pointer=&b"告訴編譯器，pointer(地址)是常量，不能作爲左值進行操作，但是允許修改間接訪問值，即*pointer（地址所指向內存的值）可以修改。
常量指針常量VS常量引用常量
常量指針常量：指向常量的指針常量，可以定義一個指向常量的指針常量，它必須在定義時初始化。
定義"const int* const pointer=&c"
告訴編譯器，pointer和*pointer都是常量，他們都不能作爲左值進行操作。
而不存在所謂的"常量引用常量"，因爲引用變量就是引用常量。C++不區分變量的const引用和const變量的引用。程序決不能給引用本身重新賦值，使他指向另一個變量，因此引用總是const的。如果對引用應用關鍵字const，起作用就是使其目標稱爲const變量。即
沒有：const double const& a=1;
只有const double& a=1;
double b=1;constdouble& a=b;b=2;//正確a=3;//出錯error: assignment of read-only reference `a'
總結：有一個規則可以很好的區分const是修飾指針，還是修飾指針指向的數據——畫一條垂直穿過指針聲明的星號（*），如果const出現在線的左邊，指針指向的數據爲常量；如果const出現在右邊，指針本身爲常量。而引用本身就是常量，即不可以改變指向。
指針傳遞和引用傳遞
爲了更好的理解指針和引用，下面介紹一下指針傳遞和引用傳遞。當指針和引用作爲函數的參數是如何傳值的呢？
- 指針傳遞參數本質上是值傳遞的方式，它所傳遞的是一個地址值。值傳遞過程中，被調函數的形式參數作爲被調函數的局部變量處理，即在棧中開闢了內存空間以存放由主調函數放進來的實參的值，從而成爲了實參的一個副本。值傳遞的特點是被調函數對形式參數的任何操作都是作爲局部變量進行，不會影響主調函數的實參變量的值。
- 引用傳遞過程中，被調函數的形式參數也作爲局部變量在棧中開闢了內存空間，但是這時存放的是由主調函數放進來的實參變量的地址。被調函數對形參的任何操作都被處理成間接尋址，即通過棧中存放的地址訪問主調函數中的實參變量。正因爲如此，被調函數對形參做的任何操作都影響了主調函數中的實參變量。
引用傳遞和指針傳遞是不同的，雖然它們都是在被調函數棧空間上的一個局部變量，但是任何對於引用參數的處理都會通過一個間接尋址的方式操作到主調函數中的相關變量。而對於指針傳遞的參數，如果改變被調函數中的指針地址，它將影響不到主調函數的相關變量。如果想通過指針參數傳遞來改變主調函數中的相關變量， 那就得使用指向指針的指針，或者指針引用。
從概念上講。指針從本質上講就是存放變量地址的一個變量，在邏輯上是獨立的，它可以被改變，包括其所指向的地址的改變和其指向的地址中所存放的數據的改變。
而引用是一個別名，它在邏輯上不是獨立的，它的存在具有依附性，所以引用必須在一開始就被初始化，而且其引用的對象在其整個生命週期中是不能被改變的（自始至終只能依附於同一個變量）。
std::thread線程需要引用傳遞參數時，需要std::ref()支持
最後，總結一下指針和引用的相同點和不同點：
★相同點：
●都是地址的概念；
指針指向一塊內存，它的內容是所指內存的地址；而引用則是某塊內存的別名。
★不同點：
●指針是一個實體，而引用僅是個別名；
●引用只能在定義時被初始化一次，之後不可變；指針可變；引用“從一而終”，指針可以“見異思遷”；
●引用沒有const，指針有const，const的指針不可變；
具體指沒有int& const a這種形式，而const int& a是有的，前者指引用本身即別名不可以改變，這是當然的，所以不需要這種形式，後者指引用所指的值不可以改變）
●引用不能爲空，指針可以爲空；
●“sizeof 引用”得到的是所指向的變量(對象)的大小，而“sizeof 指針”得到的是指針本身的大小；
●指針和引用的自增(++)運算意義不一樣；
●引用是類型安全的，而指針不是 (引用比指針多了類型檢查）
參考文獻：http://bbs.csdn.net/topics/80358667
http://www.guokr.com/post/443914/
http://blog.csdn.net/listening_music/article/details/6921608
http://www.tc5u.com/cpp/2400451.htm
轉自：https://www.cnblogs.com/gxcdream/p/4805612.html
補充：
1。引用類型成員變量，不必初始化？必須在構造函數的初始化列表中進行初始化，所指定的變量的生存期一定要長於該類的生存期。
https://blog.csdn.net/lazyq7/article/details/48186291