C++中的新特性：引用

亦凉 2022-07-11 08:21 196阅读 0赞

## 先放一个例子 ##

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swap函数对比（作用，交换两个数的数值）

void swap(int *a, int *b)//使用指针
    {
        int temp = *a;
        *a = *b;
        *b = temp;
        return ;
    }
    
    void swap(int &a, int &b)//使用引用
    {
        int temp = a;
        a = b;
        b = temp;
        return ;
    }

## 什么是引用 ##

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> 引用，就是一个变量的别名

再来一个例子

int a = 2;
    int & ra = a;

这里，我们定义ra，它是变量a的引用  
下面会用上面定义的变量  
放几个引用的用法

#### 引用玩法1 ####

int a = 2;
    int & ra = a;
    ra = 3  //!!

如果使用了上面那一条语句会怎样呢？  
实际上  
**此时ra == 3 并且 a == 3**  
没有动a啊，a为什么会变啊

> 复习引用的定义  
> 引用就是某一变量的别名

也就是说，变量ra 就是 变量a  
我对ra变量执行的任何操作  
等同于对a变量执行的任何操作  
反之亦然

> 其实很好理解原理  
> 变量a的地址和变量ra的地址是相同的  
> (可以自己在编译器上试一试)

#### 引用玩法2 ####

还是一个例子

void function(int & r) { 
        r = 6;
    }
    int main()
    {
        int a = 2;
        function (a);
        cout << a;
    }

将a作为形参传入函数  
最后会输出多少呢？  
？？？？  
实际上，会输出6  
也就是说，a的值被修改为6

#### 不是只有传入指针才会修改它的值的吗？ ####

再来复习一下  
引用也就是说是变量的别名  
还有原理  
引用变量和原变量地址是相同的

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在函数声明中

void function(int & r)

定义了一个引用r  
也就是说，r变量将会是传入实参的引用  
因此  
我们对r怎样  
也就是对实际传入变量怎样

#### 再来看回开头的例子 ####

相信大家应该都懂了

## 关于概念 ##

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按值传递  
(就是直接传数)  
按址传递  
(就是传入地址指针)  
按引用传递  
(就和前面讲到的一样)

## 为什么用引用 ##

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#### 1. 好打，好看 ####

自行对比  
什么时候不小心打少了个\*号的时候  
什么时候\*号和++优先级搞错的时候  
(\*a++ 的理解！！)  
……  
就会知道引用的方便了。

#### 2. 效率高 ####

这里会扯到一个是否生成临时变量的问题

1.  按值传递

按值传递的最大优点就是在函数中无论怎么修改变量  
都不会改变传入变量的值

> 原因便在于按值传递中函数内的是临时生成的变量  
> 和传入的变量完全没有关系

1.  生成临时变量如何影响效率

也许生成一个int变量效率差别不大  
但是如果是传入一个**有着好几个数组的结构体**  
或者是一个**庞大的类对象**  
计算机声明这些的临时变量的时候  
将会耗费不少**计算资源与存储空间**  
这个时候，把形参定义为引用便显得尤为重要

#### 引用可以同时具有引用优点和按值传递的优点 ####

按值传递的最大优点就是不怕传入的变量被修改  
引用可以吗？？

> 我们可以这样子定义来避免变量被改动  
> `void function(const int & a);`

通过把a定义为常值引用（加一个const）  
我们可以在兼顾引用效率高优点的同时  
避免不小心被修改  
若是a的值被修改编译器会马上报错方便修改

## 关于引用的几点注意事项 ##

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#### 1. 函数形参有引用 ####

以`void function ( int & r)`为例  
我们可以这样子调用吗？

int a = 2;
    function(a+2);
    function(4);

前面提到  
引用的原理便是内存地址相同  
可是，这里的（a+2）有地址吗？  
可是，这里的4有地址吗？

我们可以这样用吗？

> 事实上，这里讲的引用的全名是左值引用  
> 左值：能够放在赋值语句左边的东东  
> （也就是可被赋值，有自己的内存地址）  
> **能够进行左值引用的一定前提是左值！！**

a+2 ,4 明显不能够放在赋值语句左边  
(a+2 = 5？ 4 = 2?)  
因此此时编译器会报错

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这里有例外：**const引用**  
如果是`void function (const int & r)`  
那么这个时候我  
function（a+2）不会出错  
并且，会像按值传递那样生成临时变量  
下面有一个总结

int x;
    int f ( int & n);
    f(x);
    f(x+2);// error
    f(10);//error , too.
    int f2 (const int & n);
    f2(x);
    f2(x+2);// temporary variable
    f2(10);// temporary variable

## 关于返回引用 ##

// 读取一个引用，返回一个引用
    int & function (int & a)
    {
        int b = 2;
        a = a + b;
        return a;
        //返回一个引用
    }

这里有几个比较容易出错的地方

#### 1. 我可以返回b吗？ ####

再复习一遍原理  
引用变量和原变量内存地址一样！  
如果这个程序改成

int & function (int & a)
    {
        int b = 2;
        b = a + b;
        return b;
        //返回一个引用
    }

将会报错！！

> b 是一个局部变量  
> 局部变量在代码块内可见  
> 当退出代码块时自动销毁！  
> 原内存地址的内容将会消失

假设我int一个变量c  
`int a = 2;`  
`c = function(a)`  
变量c的地址将会与函数中临时创建的局部变量b相同  
但是函数一旦结束  
该地址所对应的内存块将会自动释放！！  
此时变量c内的内容将不可访问（或者是垃圾数据）

#### 返回引用（是个左值） ####

// 读取一个引用，返回一个引用
    int & function (int & a)
    {
        int b = 2;
        a = a + b;
        return a;
        //返回一个引用
    }

对这个函数，我们有一个比较奇葩的用法  
`function (a) = 3;`