C++引用（&）详解-创新互联

目录

一、引用介绍

二、基本引用

三、引用做为参数

四、常引用

五、引用作为返回值

六、引用和指针的不同点

七、引用总结

对于习惯于使用C语言来进行编写程序的朋友来说，在学习C++的过程当中遇见了引用（&）符 号，可能会有点懵，因为在C语言中的&是取地址符。但是在C++中&有着不一样的用处，当你能够正确掌握C++的&，它将会是你在编写C++程序的道路上的一把提高代码执行效率和增强代码质量的一把利器。

  引用不是新定义的一个变量，它是给已存在的某个变量取的别名，编译器不会为引用变量开辟空间，它和它所引用的变量共用同一块内存空间。

  例如：有个人的名字叫小芳，我们给他取个名字叫芳芳，则芳芳就是小芳的别名，你叫小芳她会回应，当然叫芳芳她也会回应，实际上只有一个小芳，。所以对引用的操作就是对它所引用的变量的操作。

基本格式：类型标识符& 引用名 = 目标变量名

#includeusing namespace std;

int main()
{
    int a = 1;
    int e = 2;
    int& b = a;
    int& f;//错误 未初始化
    int& b = e;//错误 引用其他实体

    cout<< "a:address: "<< &a<< endl;//此处&不是引用，是打印a和b的地址
    cout<< "b:address: "<< &b<< endl;//&a == &b说明a和b指向的是同一块内存空间

    int& c = b;//引用一个引用变量，别名的别名
    int& d = c;//其中a,b,c,d全部都指向一个内存空间

    c = 2;//对其中一个进行操作，则其余的都会被改变。
    cout<< a<< " "<< b<< " "<< c<< " "<< d<< endl;
    return 0;
}

（1）&在上面的代码中不是求地址运算，而是起到了标识作用。

（2）引用类型必须是和目标变量是同一类型的。

（3）引用在声名时必须初始化。

（4）一个变量可以有多个引用

（5）引用一旦引用了一个实体就不能再引用其他实体（从一而终）。

（6   不能建立数组的引用，因为数组是一个由若干个元素所组成的元素集合，所以无法建立一个数组的别名。

引用的一个重要作用就是作为函数的参数，C语言中函数传参一般是值传递，如果有大的数据作为参数传递的时候，往往采取指针传递，因为这样可以避免较多的数据压栈，可以提高程序的效率。现在C++中也有一种具有同样效率的方式，就是引用。

下面有几个例子用来区分

【值传递】值传递是传递了原有对象的一个副本，所以调用函数可以改变副本的值，但是对源对象没有任何影响

void Swap(int val1,  int val2)

{

  int tmp = val1;

  val1 = val2;

  val2 = tmp;

}

【引用传递】引用传递是传递了对象的引用，对引用的操作会改变源对象本身

void Swap(int& val1,  int& val2)

{

  int tmp = val1;

  val1 = val2;

  val2 = tmp;

}

【指针传递】指针传递参数本质上是值传递的方式，它所传递的是一个地址值，但是地址是唯一的，所以指针可以通过对地址的访问，进而修改其内容。

void Swap(int* pval1,  int* pval2)

{

  int tmp = *pval1;

  *pval1 = *pval2;

  *pval2 = tmp;

}

如果既要利用引用来提高程序的效率，又担心传递给函数的数据在函数中被改变，我们就可以使用常引用来解决。

基本格式：const 类型标识符& 引用名 = 目标变量

C++中const函数的定义如下：

const 是 constant 的缩写，本意是不变的，不易改变的意思。 在 C++ 中是用来修饰内置类型变量，自定义对象，成员函数，返回值，函数参数。 C++ const 允许指定一个语义约束，编译器会强制实施这个约束，允许程序员告诉编译器某值是保持不变的。 如果在编程中确实有某个值保持不变，就应该明确使用const，这样可以获得编译器的帮助。

所以用这种方式声明的引用，不能通过引用对目标变量的值进行修改。

voidTest()

{

intd1 = 1;

constint& d2 = d1;

d2 = 2;//错误，不能给常量赋值。        

d1 = 2;//d1改变，d2的值也会改变。

constintd3 = 3;

constint& d4 = d3;

//int& d5 = d3;错误，只有常引用可以引用常量

constint& d6 = 5;//常量具有常性，只有常引用可以引用常量

doubled7 = 1.1;

int& d8 = d7;//d7是double类型，d8是int，d7赋值给 d8时要强制类型转换，生成一个临时变量，d8引用的是这个带有常性的临时变量，所以不能赋值。

 

constint& d9 = d7;//ok

}

下面"hello"串会产生一个临时对象，而在C++中，这些临时对象都是const类型的。因此上面的表达式就是试图将一个const类型的对象转换为非const类型，这是非法的。

void test(string& s)        //错误，常量具有常性，只有常引用可以引用常量

{

  ....;

}

void test(const string& s)        //正确

{

  ....;

}

int main()

{

  test("hello!");        

}

                                       注：引用型参数在能被定义为const的情况下，尽量定义为const 。

基本格式：类型标识符 &函数名（形参列表及类型说明）
{函数体}

引用作为函数的返回值时，函数的返回值可以理解为函数返回了一个变量（事实上，函数返回引用时，它返回的是一个指向返回值的隐式指针），因此，值为引用的函数可以用作赋值运算符的左操作数。 另外，用引用返回一个函... 全局变量，局部静态变量，局部动态分配变量都可以作为函数返回值。

（1）不能返回局部变量的引用。因为局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了"无所指"的引用，程序会进入未知状态。

（2）静态变量或者全局变量，可以成为其他引用的初始值。

（3）不能返回函数内部new分配的内存的引用。

（4）可以返回类成员的引用，但最好是const。

int& test1()
{
 int b = 0;
 return b;
}

int& test2()
{
 static int c = 1;
 return c;
}

int e = 2;

int main()
{
 int& a = test1();        //错误（1）

  int& d = test2();        //正确（2）

  int&  f = e;                //正确（2)

  
 cout<< a<< endl;

  cout<< d << endl;

  cout<<  f << endl;

  cout<< test2()<< endl;        //打印改变前的

d = 5;

  cout<< test2()<< endl;        //打印改变后的
 return 0;
}

注：1. 不要返回一个临时变量的引用。

2. 如果返回对象出了当前函数的作用域依旧存在，则最好使用引用返回，因为这样更高效。

引用和指针的不同点:

1. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求

2. 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型 实体

3. 没有NULL引用，但有NULL指针

4. 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占 4个字节)

5. 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小

6. 有多级指针，但是没有多级引用

7. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理

8. 引用比指针使用起来相对更安全

（1）在引用的使用中，单纯给某个变量取个别名是毫无意义的，引用的目的主要用于在函数参数传递中，解决大块数据或对象的传递效率和空间不如意的问题。

（2）用引用传递函数的参数，能保证参数传递中不产生副本，提高传递的效率，且通过const的使用，保证了引用传递的安全性。

（3）引用与指针的区别是，指针通过某个指针变量指向一个对象后，对它所指向的变量间接操作。程序中使用指针，程序的可读性差；而引用本身就是目标变量的别名，对引用的操作就是对目标变量的操作。

（4）使用引用的时机。流操作符<<和>>、赋值操作符=的返回值、拷贝构造函数的参数、赋值操作符=的参数、其它情况都推荐使用引用。

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