C++中傳值、傳地址和傳引用究竟有哪些區別

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傳引用定義

傳值與傳地址，相信大傢都瞭如指掌瞭，在這裡先介紹一下什麼是引用？

引用不是新定義一個變量，而是給已存在變量取瞭一個別名，編譯器不會為引用變量開辟內存空間，它和它引用的變量共用同一塊內存空間。

說白瞭，引用就是給變量起外號，比如一個人可以有乳名，有學名，有筆名，其實就都是一個人而已。

例：林沖，江湖上人稱“豹子頭”

類型& 引用變量名(對象名) = 引用實體；

void TestRef()
{
int a = 10;
int& ra = a;  //<====定義引用類型
printf("%p\n", &a);
printf("%p\n", &ra);
}

可以看出a 和ra地址是一樣的，足以證明，引用就是變量本身。

註意：引用類型必須和引用實體是同種類型的

意思是：對象用 int 定義的，那麼引用必須是 int&

引用特性

1. 引用在定義時必須初始化

#include<iostream>
using namespace std;

void TestRef()
{
	int a = 10;
	int& ra;  // 該條語句編譯時會出錯
	int& ra = a;
	int& rra = a;
	printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);
}

int main()
{
	TestRef();
	
	return 0;
}

int ra&; // 不賦初值，會報錯

2、一個變量可以有多個引用，一個人可以有多個外號

#include<iostream>
using namespace std;

void TestRef()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;
	int& rra = a;
	printf("%p\n%p\n%p\n", &a, &ra, &rra);
}

int main()
{
	TestRef();
	
	return 0;
}

3、引用一旦引用一個實體，再不能引用其他實體，意思是，ra是 a 的引用後，就不能再引用別的對象

傳引用與傳值的區別

1、 傳值、傳引用返回的比較

傳值返回：

#include<iostream>
using namespace std;

int Add(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int ret=Add(1,2);
	cout << "ret:" << ret << endl;
	return 0;
}

註意： 返回時，c會將自己的值，復制給一個臨時變量，ret接收的其實是c的拷貝，c在 Add 函數調用結束後，隨著棧幀的銷毀，而銷毀。

c的拷貝變量一般開在，調用c所在函數的函數中，此例就是在main函數中開辟，當返回變量較小時，業可能在寄存器中開辟空間存放返回變量的拷貝

傳引用返回：

#include<iostream>
using namespace std;

int& Add(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int& ret=Add(1,2);
	cout << "ret:" << ret << endl;
	return 0;
}

大傢猜猜結果是什麼呢？

是 3 嗎？

結果是隨機值，這是為什麼呢？

因為返回的是 c 的引用，也就是 c本身，而 c 變量是存儲在棧幀中，隨著函數的結束，棧幀銷毀，c也隨著銷毀，空間釋放，這時就造成非法引用，值為隨機值。

那怎麼辦呢？

不將c放到棧幀中就可以瞭，將c放到 靜態區

#include<iostream>
using namespace std;

int& Add(int a, int b)
{
	static int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int& ret=Add(1,2);
	cout << "ret:" << ret << endl;
	return 0;
}


再來一個有趣的題，下面代碼的結果是什麼呢？

#include<iostream>
using namespace std;

int& Add(int a,int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int& ret = Add(1, 2);
	Add(5, 7);
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

很多人會以為是 3 吧

結果是 12 ，可是並沒有輸出 Add(5,7) 。為什麼會是12呢

調用Add(1,2)後，將結果返回ret,ret此時是3，棧幀銷毀，釋放空間，後又調用Add(5,7),重新開辟棧幀，此時開辟的棧幀和上次銷毀的是一個地方。ret還指向上一個c的位置，此時c=5+7;

#include<iostream>
using namespace std;

int& Add(int a,int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int& ret = Add(1, 2);
	Add(5, 7);
	printf("你是真狗\n");
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

此時輸出是隨機值，是因為，又調用瞭printf函數，占用瞭釋放的空間，ret雖然還指向原來c所在的空間，但是，值已經是隨機值瞭。

2、傳值、傳引用效率比較

以值作為參數或者返回值類型，在傳參和返回期間，函數不會直接傳遞實參或者將變量本身直接返回，而是傳遞實參或者返回變量的一份臨時的拷貝，因此用值作為參數或者返回值類型，效率是非常低下的，尤其是當參數或者返回值類型非常大時，效率就更低

#include<iostream>
#include<time.h>
using namespace std;

struct A{ int a[10000]; };

void TestFunc1(A a){}

void TestFunc2(A& a){}

void TestRefAndValue()
{
	A aa;
	// 以值作為函數參數
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
		TestFunc1(aa);
	size_t end1 = clock();

	// 以引用作為函數參數
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
		TestFunc2(aa);
	size_t end2 = clock();

	// 分別計算兩個函數運行結束後的時間
	cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}

int main()
{
	TestRefAndValue();

	return 0;
}

可以看出傳引用的效率，遠勝於傳值

下面傳值返回與傳引用返回比較

#include<iostream>
#include<time.h>
using namespace std;

struct A { int a[10000]; };

A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a; }
// 引用返回
A& TestFunc2() { return a; }

void TestReturnByRefOrValue()
{
	// 以值作為函數的返回值類型
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc1();
	size_t end1 = clock();

	// 以引用作為函數的返回值類型
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc2();
	size_t end2 = clock();

	// 計算兩個函數運算完成之後的時間
	cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}


int main()
{
	TestReturnByRefOrValue();

	return 0;
}

可以看出傳引用返回的效率，遠勝於傳值

所以，可以 傳引用的時候要傳引用，效率更高，但要註意，局部變量不可以傳引用，出瞭函數，棧幀銷毀，就會越界訪問。

傳指針（地址）與傳引用的區別

在語法概念上引用就是一個別名，沒有獨立空間，和其引用實體共用同一塊空間。

在底層實現上，引用和地址是一樣的，在底層實現上實際是有空間的，因為引用是按照指針方式來實現的。

#include<iostream>
#include<time.h>
using namespace std;

int main()
{
	int a = 10;

	// 在語法上，這裡給a這塊空間取瞭一個別名，沒有新開空間
	int& ra = a;
	ra = 20;

	// 在語法上，這裡定義個pa指針變量，開瞭4個字節，存儲a的地址
	int* pa = &a;
	*pa = 20;

	int b = 10;
	int*& rpa = pa;
	rpa = &b;

	return 0;
}

可以看出，引用和指針在匯編實現上是一樣的。那麼他們的效率也是一樣的。

指針和引用的區別：

  1. 引用在定義時必須初始化，指針沒有要求
  2. 引用在初始化時引用一個實體後，就不能再引用其他實體而指針可以在任何時候指向任何，一個同類型實體
  3. 沒有NULL引用，但有NULL指針
  4. 在sizeof中含義不同：引用結果為引用類型的大小，但指始終是地址空間所占字節個數(32位平臺下占4個字節)
  5. 引用自加即引用的實體增加1，指針自加即指針向後偏移一個類型的大小
  6. 有多級指針，但是沒有多級引用
  7. 訪問實體方式不同，指針需要顯式解引用，引用編譯器自己處理
  8. 引用比指針使用起來相對更安全

總結

到此這篇關於C++中傳值、傳地址和傳引用區別的文章就介紹到這瞭,更多相關C++傳值、傳地址和傳引用區別內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！

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