В чем разница между ссылкой и указателем в C/C++?

Ссылка — это синоним существующего объекта. Указатель — переменная, хранящая адрес другого объекта.

Основные отличия:

• Инициализация: Ссылки должны быть инициализированы при объявлении и привязаны к существующему объекту. Указатели могут быть объявлены без инициализации (будут иметь неопределенное значение) или с присвоением значения nullptr.
• Перепривязка: Ссылки нельзя перепривязать к другому объекту после инициализации. Указатели можно изменить, чтобы они указывали на другой объект.
• nullptr: Ссылки не могут быть nullptr (обязаны ссылаться на действительный объект). Указатели могут быть nullptr (указывать в никуда).
• Размер: Размер ссылки, как правило, такой же, как у объекта, на который она ссылается (хотя это зависит от реализации компилятора). Размер указателя фиксирован и соответствует размеру адреса в памяти (обычно 4 или 8 байт).
• Разыменование: Указатели требуют явного оператора разыменования (*) для доступа к значению объекта. Ссылки не требуют явного разыменования, доступ к значению осуществляется напрямую через имя ссылки.
• Арифметика: Над указателями можно выполнять адресную арифметику (сложение/вычитание целых чисел), что позволяет перемещаться по блокам памяти (например, в массивах). Адресная арифметика над ссылками невозможна.

Примеры:

// Указатель
int x = 10;
int* ptr = &x; // Указатель ptr хранит адрес переменной x
*ptr = 20;    // Изменение значения x через указатель

// Ссылка
int y = 30;
int& ref = y; // Ссылка ref является синонимом переменной y
ref = 40;     // Изменение значения y через ссылку (без оператора *)

// Разница в инициализации и перепривязке
// int& invalid_ref; // Ошибка: ссылка не инициализирована
// int z = 50;
// ref = z; // Ошибка: нельзя перепривязать ссылку