admin 管理员组文章数量: 888297
C++ 引用（左值引用）
目录
1、引用的定义
2、引用的特点
3、引用作为形参代替指针
4、const与引用
4.1、const int&
4.2、int& const
5、其他使用方式
5.1、&与数组
5.2、&与指针
6、引用与指针的差别
7、不可以对函数中的局部变量或对象以引用、指针的方式返回
8、&实质： int &p = a; <=> int *const p = a;
9、分析效率 函数形参：变量、指针、引用
1、引用的定义
引用的定义：类型& 引用变量名称 = 变量名称;
这就是引用变量的定义。&和类型结合称之为引用符号，不是取地址符，代表引用的意思。
int main()
{int a = 0;int b = a;//变量int &c = a;//引用return 0;
}此时，c 就是 a 的别名，c等价于a：c就是a，a就是c ，就像鲁迅就是周树人，周树人就是鲁迅。
此时，若将c的值改为10，也就是将a的值改为了10。
引用的大小，也就是其所指变量的大小：
2、引用的特点
引用有如下特点：
1、引用必须初始化。
2、没有空引用。
3、没有引用的引用（二级引用、多级引用）。
4、一个引用一旦被初始化为一个变量的别名，就不能更改、再成为其他变量的引用（别名）。
若存在二级引用 "int&& n = m;"，由于 m 与 a 等价，则存在 "int&& n = a;"，这显然是不成立的。
3、引用作为形参代替指针
在学习引用之前，在C语言基础上，假设我们要编写一个两值交换函数 swap(a,b) ，由于需要实现对形参a、b所传入的值进行交换，继而影响实参的两值进行交换，所以，我们需要将实参两变量的地址（指针）传入函数，进行解引用交换。
void swap(int* a,int* b){//对于一切传入函数的指针，先进行安全性检查assert(a!=nullptr&&b!=nullptr);int tmp=*a;*a=*b;*b=tmp;
}因为引用是原变量的别名，等价于原变量，如果我们将形参换位两变量的别名，也可以实现在函数中两值交换，影响原变量值交换。
void swap(int& p,int& q){int tmp=p;p=q;q=tmp;
}此时的代码更简洁，而且因为形参是引用，不需要进行判空（没有空引用）。
4、const与引用
4.1、const int&
const 在修饰引用时，只有一个作用，就是限制该引用（别名）只能读，不能写（修改）。
若一个变量被 const 修饰为常变量，则其引用也必须被const修饰为常引用。
添加const后正确。
" const int& 引用变量名称 " 也被称为万能引用，可以成为任何相同类型变量的引用。但也就不能通过引用改变其对应变量的值。
" const int& u = 100; " 的实质为 系统开辟临时变量tmp用于保存100，u再成为变量tmp的别名。
4.2、int& const
若 const 在 & 后面（右边）（int& const p = a;），则与const在修饰指针时一般，此时const修饰引用p不能再成为别人的引用，但引用本身就有只能绑定一个变量的特点，所以 & 右边的 const 是无效的，编译时被忽略。
5、其他使用方式
5.1、&与数组
若此时定义有数组arr{ 1,2,3,4,5 }，我们可以通过 "int& p = arr[i];" 的方式，为数组单个元素添加引用。
此时，p是arr[0]的引用，p的地址就是arr[0]的地址。
若要为整个数组添加引用，不能直接使用 "int& q = arr;" 的方式，此时arr代表整个数组，是 int[5] 类型的，我们也要以 int(&)[5] 类型为 arr 添加引用。
此时，q就等价于arr，q与arr地址相同，可以通过 q[i] 来访问数组arr第 i 个值（0=<i<5）。
sizeof(q) 的大小等于 sizeof(arr) 的大小，也就是数组的大小。
5.2、&与指针
int main()
{int a = 10, b = 20;int* p = &a;//指针p指向aint*& rp = p;//rp为指针p的引用//rp等价于prp = &b;//修改rp的指向为breturn 0;
}如图，a的值为10，a的地址为 0x0096f7d4，此时，指针p与引用指针rp的值都为变量a的地址，解引用后都是a的值10，p与rp的地址也相同。
在执行" rp = &b; "后，p的指向被修改为变量b，值为b的地址，解引用后为b的值20。
6、引用与指针的差别
| 指针 | 引用 | |
|---|---|---|
| 1 | 从语法规则上讲，指针变量存储某个实例（变量或对象）的地址； | 引用是某个实例的别名。 |
| 2 | 程序为指针变量分配内存区域； | 而不为引用分配内存区域，别名的内存地址是其所指实例的地址。 |
| 3 | 指针在访问其所指变量时需要解引用； | 引用可以直接使用。 |
| 4 | 指针变量的值可以改变，存储不同实例的地址（修改指向）； | 一个引用在定义时就被初始化，绑定为一个实例的引用，无法在成为其他实例的引用。 |
| 5 | 指针变量的值可为空（NULL，nullptr）； | 没有空引用。 |
| 6 | 指针变量在作为形参时需要测试它的合法性（判空）； | 引用不需要判空。 |
| 7 | 对指针变量使用"sizeof"得到的是指针变量的大小； | 对引用使用"sizeof"得到的是其对应变量的大小。 |
| 8 | 理论上指针的级数没有限制； | 引用只有一级，不存在引用的引用。 |
| 9 | ++指针会使指针变量指向下一个实例的地址，而不是修改所指实例的内容； | ++引用会直接影响到引用对应的实例。 |
7、不可以对函数中的局部变量或对象以引用、指针的方式返回
int add(int a,int b){int c = a + b;return c;
}这是一个简单的求和函数，在main函数中执行到这个函数时，系统会为这个函数开辟栈帧，供add函数去执行；执行完成后，用一个临时变量保存返回的数据值，然后回收为add开辟的栈帧。
int* funa() {//errorint a = 10;return &a;
}
int& funb() {//errorint a = 10;return a;
}假如这两个函数在程序中运行。通过上面的学习可以知道，引用的地址是其对应变量的地址，而指针也保存的其指向变量的地址。
上面funa函数返回的指针是funa函数运行时产生的局部变量的地址。在函数运行结束后，栈帧被回收，这段栈帧就不能被随意访问了，但此时通过函数的返回值，我们还拥有这段栈帧中的一个地址，就可以解引用访问，但这是非法的，所以funa是错误的。
funb函数返回的是其栈帧中变量a的别名，所以这个别名也就是funb栈帧内存中的局部变量。在funb运行结束后，栈帧被回收，其中全部局部变量死亡，但我们可以通过返回值去访问原funb栈帧中内存地址的变量，这也就是非法的。
8、&实质： int &p = a; <=> int *const p = a;
在语法上，引用本质上是一个指向其对应变量的指针常量：int &p = a; <=> int *const p = a;。在使用时，我们只需像使用普通变量般使用它，无需解引用等操作，系统在编译运行时，自动将使用引用的地方进行了如下替换。
所以，在编译阶段，指向一个变量的指针和其引用初始化的代码才会一模一样。
所以，引用原本就被const修饰为常变量，这也是一个引用只能绑定一个实例的原因。
9、分析效率 函数形参：变量、指针、引用
struct Student {char s_id[20];char s_name[20];char s_sec[10];int s_age;
};void funa(struct Student s1) {}//值传递
void funp(struct Student* sp){} //指针传递
void funb(struct Student& s2) {}//引用//底层是指针对于值传递，只在实参初始化形参时，访问实参一次内存；对应指针传递，在使用实参地址初始化形参时，访问实参一次内存，再至少在使用一次实参的值时访问一次实参地址，总共至少访问两次实参地址；对于引用做实参，在实参初始化引用形参时，访问实参一次内存，也再至少在使用一次实参的值时访问一次实参地址，总共至少访问两次实参地址。
所以，在参数字节大小较小，且无需通过形参改变，影响实参的值时，尽量使用值传递的方式，效率高；在参数较大，或需通过形参改变，影响实参的值时，使用指针与引用效率相当，但引用使用更简单。
本文标签： C 引用（左值引用）
版权声明：本文标题：C++ 引用（左值引用） 内容由网友自发贡献，该文观点仅代表作者本人， 转载请联系作者并注明出处：http://www.freenas.com.cn/free/1699078876h326825.html， 本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容，一经查实，本站将立刻删除。
发表评论