C++中的引用
引用的意义
- 引用作为变量别名而存在，因此在一些场合可以代替指针
- 引用相对于指针来说具有更好的可读性和实用性
Example：Swap函数的实现对比
void Swap(int& a, int& b)
{
int t = a;
a = b;
b = t;
}
void Swap(int* a, int* b)
{
int t = *a;
*a = *b;
*b = t;
}
这两种就好像手动挡的车与自动挡的车，自动挡的车好开，这就好比是引用
注意：
- 函数的引用形参不需要进行初始化，它的初始化发生在函数调用的时候
特殊的引用
const引用
- 在C++中可以声明const引用
- 语法：const Type& name = var;
- const 引用让变量拥有只读属性
int a = 4;
const int& b = a;
int* p = (int*)&b;
b = 5; // Error，只读变量
*p = 5; //OK，修改变量 a 的值
- 现在已经知道引用是另一个变量的别名，因此一个引用绝对不可能是常量值的别名。换句话说，就是不能定义一个引用然后用常量值来初始化，这里的常量是字面常量，因为从概念上来说是不可行的。但是有一个例外，就是const引用，我么可以用字面常量来对一个const引用初始化，编译器这个时候就会真真正正产生一个只读变量。
const int& b = 1; //ok
int* p = (int*)&b;
b = 5; //Error，只读变量
*p = 5; //OK，修改变量 b 的值
- 当使用常量对const引用进行初始化时，C++编译器会为这个常量分配空间，并将引用名作为这段空间的别名
- 结论：使用常量对const引用初始化后将生成一个只读变量
引用有自己的存储空间吗
小测试：
#include <stdio.h>
struct TRef
{
char& r;
};
int main()
{
char c = 'c';
char& rc = c;
TRef ref = {c};
printf("sizeof(char&) = %d\n",sizeof(char&)); //1
printf("sizeof(rc) = %d\n",sizeof(rc)); //1
printf("sizeof(TRef) = %d\n",sizeof(TRef)); //4
printf("sizeof(ref.r) = %d\n",sizeof(ref.r)); //1
return 0;
}
引用的本质
引用在C++内部实现是一个指针常量
Type& name $\leftarrow \rightarrow$ Type* const name
void f(int& a) void f(int* const a)
{ {
a = 5; *a = 5
} }
注意：
- C++编译器在编译过程中用指针常量作为引用的内部实现，因此引用所占的空间大小与指针相同
- 从使用的角度，引用只是一个别名，C++为了实用性而隐藏了引用的存储空间这一细节
引用的意义
- C++中的引用旨在大多数情况下代替指针
- 功能性：可以满足多数需要使用指针的场合
- 安全性：可以避开由于指针操作不当而带来的内存错误
- 操作性：简单易用，又不失功能强大
实例解读
- 不能返回局部变量的引用
int& demo() //int* const
{
int d = 0;
printf("demo : d = %d\n", d);
return d; //return &d，返回一个局部变量的地址就是有问题
}
- 可以返回在全局存储区内变量的引用
int& func() //int* const
{
static int s = 0;
printf("func : s = %d\n", s);
return s; //return &s，静态的局部变量的存储空间是一个全局的存储区，
//所以说它的空间不会以为函数调用而摧毁，由于引用的本质是指针，
//所以返回一个全局存储区中的地址是完全可以的
}
#小结
- 引用作为别名而存在旨在代替指针
- const引用可以使得变量具有只读属性
- 引用在一起内部使用指针常量实现
- 引用的最终本质为指针
- 引用尽可能的避开内存错误
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