【C++】&:C++中的引用

清疚 2023-09-26 09:14 58阅读 0赞

引用引入了对象的一个同义词。定义引用的表示方法与定义指针相似，只是用&代替了\*。引用（reference）是c++对c语言的重要扩充。引用就是某一变量（目标）的一个别名，对引用的操作与对变量直接操作完全一样。

其格式为：类型 &引用变量名 = 已定义过的变量名

引用的特点：  
①一个变量可取多个别名。

②引用必须初始化。

③引用只能在初始化的时候引用一次 ，不能更改为转而引用其他变量。

一、引用的基础概念

引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟内存空间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。

定义引用类型的格式：

类型 &引用变量名 = 已定义过的变量名

那么我们如何理解这里的别名？其实很好理解，在我们生活中，土豆又叫洋芋，叫土豆是它，叫洋芋还是它。接下来直观的举一个例子吧：

\#include  
using namespace std;

int main()  
\{  
int a = 10;  
int& b = a;

cout << a << endl;
    cout << b << endl;
    //10
    //10
    
    
    
    cout << &a << endl;
    cout << &b << endl;
    //001CFA48
    //001CFA48
     
    //可以看到a和b的值是一样的
    //并且使用的空间也是同一个

//-----------------------------------------------------------------------  
//那么有些铁汁可能有点疑问  
//我能不能让其他人也叫b  
int c = 20;  
b = c;  
cout << a << endl;  
cout << b << endl;  
//20  
//20

cout << &b << endl;
    //001CFA48
    //可以看到b的地址并没有变化
    //反而值变了，说明这里的=只有赋值的作用
    //也说明一但别名指向一个变量，那么就无法在指向其他变量
    //也可以给同一变量取多个别名,改变其中一个别名，其他也会随之变化
     
    return 0;

二、引用作参数：  
1.【值传递】  
如果形参为非引用的传值方式，则生成局部临时变量接收实参的值

//值传递的方式无法实现交换  
//因为传参时对于参数left和right拷贝一临时副本  
//交换的是副本值，因为其是临时变量函数退出，变量销毁  
//并不会影响 外部left和right的值。

//简单的说就是形参的变化不影响实参  
void Swap (int left, int right)  
\{

int temp = left;
     
     left = right ;
     
     right = temp ;

2.【引用传递】  
如果形参为引用类型，则形参是实参的别名。

//使用引用的话，不做临时拷贝，&的使用说明此处只是原参数的另一个名字而已  
//所以修改时直接在原参数的基础上修改变量值，减少了复制的开销，加快程序执行效率。  
void Swap (int& left, int& right)  
\{

int temp = left;
     
     right = left ;
     
     left = temp ;

\}  
3.【指针传递】  
//传入的是地址，因为地址是唯一的，所以指针通过地址的访问进而可修改其内容。  
void Swap (int\* pLeft, int\* pRight)  
\{

int temp = *pLeft;
     
     *pLeft = *pRight;
     
     *pRight = temp;

\}  
三、引用的使用  
1、常变引用  
变量可以使变量和常量，别名本质上也是变量，也可以是变量或者是常量，所以对应起来有四种情况，分别如下：

（1）变引用——变量

int a = 10;
    int& b = a;//可读可写

（2）常引用——变量

int a = 10;
    const int& b = a;//只能读，不能写
    b = 20;//编译不过，b是常量

（3）变引用——常量

const int a = 100;
    int& b = a;//编译不过，权限只能缩小，不能放大

（4）常引用——常量

const int a = 10;
    const int& b = a;//编译通过，都是常量

2、引用变量作为函数参数  
把传值和传址的优点结合起来了，写起来会比较方便，同时对形参修改了会体现到我们的外部实参上（因为形参就是实参的别名），同时传引用的效率比传值的效率高，传引用写起来也比传址方便。

void Swap(int& a, int& b)  
\{  
int tmp = a;  
a = b;  
b = tmp;  
\}  
//这里的形参是实参的别名，所以对形参修改会影响实参  
//如果不想影响外面的实参，改为const int&即可  
3、引用变量作为函数的返回值  
不要试图返回局部变量的引用

int& test()  
\{  
int n = 1;  
return n;  
\}  
int main()  
\{  
int a = test();  
cout << a << endl;

return 0;

\}//这里返回引用变量好处是不需要额外开空间，但也存在风险  
//再次访问局部变量那块空间时，原数据可能已经被覆盖，变成了随机值  
引用的优点：

1、函数参数。引用传递比值传递效率高。

2、函数返回值:

（1）返回的变量生命周期要大于函数的生命周期；

（2）不能返回局部变量；

（3）不要轻易返回堆空间，防止内存泄漏。

*  引用和指针的区别和联系（笔试热点）

1.  引用只能在定义时初始化一次，之后不能改变指向其它变量（从一而终）；指针变量的值可变。
2.  引用必须指向有效的变量(不能为NULL)，指针可以为空。
3.  sizeof指针对象和引用对象的意义不一样。sizeof引用得到的是所指向的变量的大小，而sizeof指针是对象地址的大小。
4.  指针和引用自增(++)自减(–)意义不一样。
5.  相对而言，引用比指针更安全。

指针比引用更为灵活，但是其风险也很大。使用指针时一定要检查指针是否为空(NULL)，且空间回收后指针最好置

零，以免野指针的发生造成内存泄漏等问题。