引用 · cpp · 看云

[TOC] # 基本語法引用是c++對c的重要擴充。在c/c++中指針的作用基本都是一樣的，但是c++增加了另外一種給函數傳遞地址的途徑，這就是按引用傳遞(pass-by-reference)，它也存在于其他一些編程語言中，并不是c++的發明。對一段連續的內存空間只能取一個別名嗎？ c++中新增了引用的概念，引用可以作為一個已定義變量的別名基本語法: ~~~ Type& ref = val; ~~~ 注意事項： * &在此不是求地址運算，而是起標識作用。 * 類型標識符是指目標變量的類型 * 必須在聲明引用變量時進行初始化。 * 引用初始化之后不能改變。 * 不能有NULL引用。必須確保引用是和一塊合法的存儲單元關聯。 * 可以建立對數組的引用。 ~~~ int main() { //a,b地址都是相同的,可以有多個引用 int a = 10; int &b = a; b = 20; //賦值 cout << "a: " << a << endl; cout << "b: " << b << endl; cout << "---------" << endl; getchar(); return 0; } ~~~ # 注意事項 **引用必須初始化** **初始化后就不可以再修改** ~~~ //1) 引用必須初始化 //int& ref; //報錯:必須初始化引用 ~~~ # 數組引用 **錯誤的方式** ~~~ //3) 不能對數組建立引用 int arr[10]; //int& ref3[10] = arr; ~~~ **正確的方式** ~~~ int main() { int arr[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { arr[i] = i; } //給數組起別名 int(&pArr)[10] = arr; for (int i = 0; i < 10; i++) { cout << pArr[i] << " "; } cout << endl; getchar(); return 0; } ~~~ **起別名** ~~~ int main() { int arr[10]; for (int i = 0; i < 10; i++) { arr[i] = i; } //一個具有10個元素的int類型的數組 typedef int(pArr)[10]; pArr &p1 = arr; for (int i = 0; i < 10; i++) { cout << p1[i] << " "; } cout << endl; getchar(); return 0; } ~~~ # 不要返回局部變量的引用 ~~~ //不要返回局部變量的引用 int& dowork() { //a是局部變量 int a = 10; return a; } int main() { int &ret = dowork(); //第一次是編譯器優化 cout << ret << endl; //接下來就可以看到了 cout << ret << endl; cout << ret << endl; getchar(); return 0; } ~~~ # 函數中的引用 **函數當左值，必須返回引用** 最常見看見引用的地方是在函數參數和返回值中。當引用被用作函數參數的時，在函數內對任何引用的修改，將對還函數外的參數產生改變。當然，可以通過傳遞一個指針來做相同的事情，但引用具有更清晰的語法。如果從函數中返回一個引用，必須像從函數中返回一個指針一樣對待。當函數返回值時，引用關聯的內存一定要存在 ~~~ void ReferenceSwap(int &m, int &n) { int temp = m; m = n; n = temp; } void test() { int a = 10; int b = 20; //值傳遞 ReferenceSwap(a, b); cout << "a: " << a << " b: " << b << endl; } ~~~ 通過引用參數產生的效果同按地址傳遞是一樣的。引用的語法更清楚簡單： 1. 函數調用時傳遞的實參不必加“&”符 2. 在被調函數中不必在參數前加“*”符引用作為其它變量的別名而存在，因此在一些場合可以代替指針。C++主張用引用傳遞取代地址傳遞的方式，因為引用語法容易且不易出錯 ~~~ //返回靜態變量的引用 int& show2() { static int a = 20; return a; } int main() { int &ref = show2(); show2() = 50; //相當于寫a=50 cout << ref << endl; system("pause"); return EXIT_SUCCESS; } ~~~ # 引用本質引用的本質在c++內部實現是一個指針常量 ~~~ Type& ref = val; // Type* const ref = &val; ~~~ c++編譯器在編譯過程中使用常指針作為引用的內部實現，因此引用所占用的空間大小與指針相同，只是這個過程是編譯器內部實現，用戶不可見 ~~~ //發現是引用，轉換為 int* const ref = &a; void testFunc(int& ref){ ref = 100; // ref是引用，轉換為*ref = 100 } int main(){ int a = 10; int& aRef = a; //自動轉換為 int* const aRef = &a;這也能說明引用為什么必須初始化 aRef = 20; //內部發現aRef是引用，自動幫我們轉換為: *aRef = 20; cout << "a:" << a << endl; cout << "aRef:" << aRef << endl; testFunc(a); return EXIT_SUCCESS; } ~~~ # 常量引用常量引用的定義格式: ~~~ const Type& ref = val; ~~~ 常量引用注意： * 字面量不能賦給引用，但是可以賦給const引用 * const修飾的引用，不能修改。 ~~~ void test01(){ int a = 100; const int& aRef = a; //此時aRef就是a //aRef = 200; 不能通過aRef的值 a = 100; //OK cout << "a:" << a << endl; cout << "aRef:" << aRef << endl; } void test02(){ //不能把一個字面量賦給引用 //int& ref = 100; //但是可以把一個字面量賦給常引用 const int& ref = 100; //int temp = 200; const int& ret = temp; } ~~~ # 指針引用在c語言中如果想改變一個指針的指向而不是它所指向的內容，函數聲明可能這樣: ~~~ void fun(int**); ~~~ 給指針變量取一個別名。 ~~~ Type* pointer = NULL; Type*& = pointer; Type* pointer = NULL; Type*& = pointer; ~~~ ~~~ struct Teacher{ int mAge; }; //指針間接修改teacher的年齡 void AllocateAndInitByPointer(Teacher** teacher){ *teacher = (Teacher*)malloc(sizeof(Teacher)); (*teacher)->mAge = 200; } //引用修改teacher年齡 void AllocateAndInitByReference(Teacher*& teacher){ teacher->mAge = 300; } void test(){ //創建Teacher Teacher* teacher = NULL; //指針間接賦值 AllocateAndInitByPointer(&teacher); cout << "AllocateAndInitByPointer:" << teacher->mAge << endl; //引用賦值,將teacher本身傳到ChangeAgeByReference函數中 AllocateAndInitByReference(teacher); cout << "AllocateAndInitByReference:" << teacher->mAge << endl; free(teacher); } ~~~ 對于c++中的定義那個，語法清晰多了。函數參數變成指針的引用，用不著取得指針的地址。 # 使用場景常量引用主要用在函數的形參，尤其是類的拷貝/復制構造函數。將函數的形參定義為常量引用的好處: * 引用不產生新的變量，減少形參與實參傳遞時的開銷。 * 由于引用可能導致實參隨形參改變而改變，將其定義為常量引用可以消除這種副作用。如果希望實參隨著形參的改變而改變，那么使用一般的引用，如果不希望實參隨著形參改變，那么使用常引用。 ~~~ //const int& param防止函數中意外修改數據 void ShowVal(const int& param){ cout << "param:" << param << endl; } ~~~