引用 · cpp · 看云

[TOC] # 基本语法引用是c++对c的重要扩充。在c/c++中指针的作用基本都是一样的，但是c++增加了另外一种给函数传递地址的途径，这就是按引用传递(pass-by-reference)，它也存在于其他一些编程语言中，并不是c++的发明。对一段连续的内存空间只能取一个别名吗？ c++中新增了引用的概念，引用可以作为一个已定义变量的别名基本语法: ~~~ Type& ref = val; ~~~ 注意事项： * &在此不是求地址运算，而是起标识作用。 * 类型标识符是指目标变量的类型 * 必须在声明引用变量时进行初始化。 * 引用初始化之后不能改变。 * 不能有NULL引用。必须确保引用是和一块合法的存储单元关联。 * 可以建立对数组的引用。 ~~~ int main() { //a,b地址都是相同的,可以有多个引用 int a = 10; int &b = a; b = 20; //赋值 cout << "a: " << a << endl; cout << "b: " << b << endl; cout << "---------" << endl; getchar(); return 0; } ~~~ # 注意事项 **引用必须初始化** **初始化后就不可以再修改** ~~~ //1) 引用必须初始化 //int& ref; //报错:必须初始化引用 ~~~ # 数组引用 **错误的方式** ~~~ //3) 不能对数组建立引用 int arr[10]; //int& ref3[10] = arr; ~~~ **正确的方式** ~~~ int main() { int arr[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { arr[i] = i; } //给数组起别名 int(&pArr)[10] = arr; for (int i = 0; i < 10; i++) { cout << pArr[i] << " "; } cout << endl; getchar(); return 0; } ~~~ **起别名** ~~~ int main() { int arr[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { arr[i] = i; } //一个具有10个元素的int类型的数组 typedef int(pArr)[10]; pArr &p1 = arr; for (int i = 0; i < 10; i++) { cout << p1[i] << " "; } cout << endl; getchar(); return 0; } ~~~ # 不要返回局部变量的引用 ~~~ //不要返回局部变量的引用 int& dowork() { //a是局部变量 int a = 10; return a; } int main() { int &ret = dowork(); //第一次是编译器优化 cout << ret << endl; //接下来就可以看到了 cout << ret << endl; cout << ret << endl; getchar(); return 0; } ~~~ # 函数中的引用 **函数当左值，必须返回引用** 最常见看见引用的地方是在函数参数和返回值中。当引用被用作函数参数的时，在函数内对任何引用的修改，将对还函数外的参数产生改变。当然，可以通过传递一个指针来做相同的事情，但引用具有更清晰的语法。如果从函数中返回一个引用，必须像从函数中返回一个指针一样对待。当函数返回值时，引用关联的内存一定要存在 ~~~ void ReferenceSwap(int &m, int &n) { int temp = m; m = n; n = temp; } void test() { int a = 10; int b = 20; //值传递 ReferenceSwap(a, b); cout << "a: " << a << " b: " << b << endl; } ~~~ 通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。引用的语法更清楚简单： 1. 函数调用时传递的实参不必加“&”符 2. 在被调函数中不必在参数前加“*”符引用作为其它变量的别名而存在，因此在一些场合可以代替指针。C++主张用引用传递取代地址传递的方式，因为引用语法容易且不易出错 ~~~ //返回静态变量的引用 int& show2() { static int a = 20; return a; } int main() { int &ref = show2(); show2() = 50; //相当于写a=50 cout << ref << endl; system("pause"); return EXIT_SUCCESS; } ~~~ # 引用本质引用的本质在c++内部实现是一个指针常量 ~~~ Type& ref = val; // Type* const ref = &val; ~~~ c++编译器在编译过程中使用常指针作为引用的内部实现，因此引用所占用的空间大小与指针相同，只是这个过程是编译器内部实现，用户不可见 ~~~ //发现是引用，转换为 int* const ref = &a; void testFunc(int& ref){ ref = 100; // ref是引用，转换为*ref = 100 } int main(){ int a = 10; int& aRef = a; //自动转换为 int* const aRef = &a;这也能说明引用为什么必须初始化 aRef = 20; //内部发现aRef是引用，自动帮我们转换为: *aRef = 20; cout << "a:" << a << endl; cout << "aRef:" << aRef << endl; testFunc(a); return EXIT_SUCCESS; } ~~~ # 常量引用常量引用的定义格式: ~~~ const Type& ref = val; ~~~ 常量引用注意： * 字面量不能赋给引用，但是可以赋给const引用 * const修饰的引用，不能修改。 ~~~ void test01(){ int a = 100; const int& aRef = a; //此时aRef就是a //aRef = 200; 不能通过aRef的值 a = 100; //OK cout << "a:" << a << endl; cout << "aRef:" << aRef << endl; } void test02(){ //不能把一个字面量赋给引用 //int& ref = 100; //但是可以把一个字面量赋给常引用 const int& ref = 100; //int temp = 200; const int& ret = temp; } ~~~ # 指针引用在c语言中如果想改变一个指针的指向而不是它所指向的内容，函数声明可能这样: ~~~ void fun(int**); ~~~ 给指针变量取一个别名。 ~~~ Type* pointer = NULL; Type*& = pointer; Type* pointer = NULL; Type*& = pointer; ~~~ ~~~ struct Teacher{ int mAge; }; //指针间接修改teacher的年龄 void AllocateAndInitByPointer(Teacher** teacher){ *teacher = (Teacher*)malloc(sizeof(Teacher)); (*teacher)->mAge = 200; } //引用修改teacher年龄 void AllocateAndInitByReference(Teacher*& teacher){ teacher->mAge = 300; } void test(){ //创建Teacher Teacher* teacher = NULL; //指针间接赋值 AllocateAndInitByPointer(&teacher); cout << "AllocateAndInitByPointer:" << teacher->mAge << endl; //引用赋值,将teacher本身传到ChangeAgeByReference函数中 AllocateAndInitByReference(teacher); cout << "AllocateAndInitByReference:" << teacher->mAge << endl; free(teacher); } ~~~ 对于c++中的定义那个，语法清晰多了。函数参数变成指针的引用，用不着取得指针的地址。 # 使用场景常量引用主要用在函数的形参，尤其是类的拷贝/复制构造函数。将函数的形参定义为常量引用的好处: * 引用不产生新的变量，减少形参与实参传递时的开销。 * 由于引用可能导致实参随形参改变而改变，将其定义为常量引用可以消除这种副作用。如果希望实参随着形参的改变而改变，那么使用一般的引用，如果不希望实参随着形参改变，那么使用常引用。 ~~~ //const int& param防止函数中意外修改数据 void ShowVal(const int& param){ cout << "param:" << param << endl; } ~~~