C++引用的使用與const修飾符
1、引用
引用是給已經定義的變量一個別名，可以簡單理解成同一個變量的昵稱。既然是昵稱或者是別名，顯然它和原本的變量名有著同樣的效力。所以我們對別名進行修改，原本的變量值也一樣會發生變化。
我們通過符號&來表明引用，
比如下面這個例子，我們創建瞭a變量的一個引用b
int a = 3; int &b = a; b++; cout << a << endl;
由於b是a的一個引用，本質上來說它們是同一個變量，隻不過名稱不同。所以我們對b修改，等價於對a進行同樣的修改。所以輸出的結果是4。
也就是說我們需要把引用變量和原變量當成是同樣的變量，隻不過名稱不同，其中一個發生變化，另外一個一樣會生效。
看上去有些像是指針，因為創建指針也能有類似的效果：
int a = 3; int *p = &a; *p++; cout << a << endl;
但是引用和指針還是有些區別，這個問題在C++相關的面試當中經常會問到，也是作為基本功的考察之一。
首先一個區別是，引用必須在聲明的時候就進行初始化，沒辦法先聲明再賦值：
int *pt; // 合法 int &b; // 非法
從這個角度來說，引用更接近const指針，一旦與某個變量關聯就不能再指向其他變量：
int &b = a; // 等價於 int *const pt = &a;
在這個例子當中，b等價於*pt。
如果我們輸出引用和原變量的地址，會得到同樣的結果：
int a = 3; int &b = a; cout << &a << " " << &b << endl;
2、函數引用傳遞
其實到這裡有一個問題，既然引用隻是別名，我們已經有瞭原本的變量名可以用瞭，又何必多此一舉創建變量的引用呢？
所以引用不是為瞭順序執行的邏輯創建的，一個最常見的使用場景就是函數參數傳遞的時候，可以設置函數接收的變量類型為引用。
如：
void swap1(int& a, int& b) {
int temp = b;
b = a;
a = temp;
}
void swap2(int a, int b) {
int temp = b;
b = a;
a = temp;
}
我們創建瞭兩個swap函數，其中一個傳遞的參數是引用，另外一個就是普通的值傳遞。如果大傢去分別調用這兩個函數進行嘗試，會發現swap2函數沒有生效。
因為值傳遞的時候，會發生拷貝，也就是說函數內部接受的其實是變量的拷貝。我們對於拷貝無論如何修改也不會影響原值，而傳引用就不一樣瞭。前面說過，引用和原變量是等價的。我們對引用進行修改等價於對原變量進行修改。
這樣的話，我們就可以實現在函數體內部對外部傳入的參數進行修改。在一些特殊的場景當中，非常方便。比如一些復雜的樹形數據結構，通過使用引用可以大大降低代碼的編寫難度。
除此之外，使用引用還有一個好處，既然我們傳遞的引用和原值是等價的。那麼也就免去瞭拷貝變量的開銷，如果我們傳遞的是int，double這樣的變量還好，如果是一個包含大量元素的容器，如vector,set,map等，使用引用傳遞可以帶來明顯的效率提升，也會降低內存開銷。
3、引用與const
前文當中說過，我們可以讓函數接收一個引用變量，從而免去變量拷貝的開銷，達到提升程序運行效率的目的。
如果我們想要傳遞引用，但又不希望在函數內部對引用的變量進行修改，以免影響外部變量。我們可以使用常量引用，也就是加上const修飾符。
double sqrt(const double &x);
由於我們加上瞭const修飾符，當我們在函數內部對引用進行修改的時候，會觸發編譯器的報錯。一般來說，如果傳遞的隻是基本類型的變量，我們其實沒有必要這麼操作，直接值傳遞即可。這種做法一般用在傳遞一些大型結構體或者是大型容器的時候。
這裡有一個小細節需要當心，由於我們傳遞的是引用，需要保證傳遞的參數是一個實參，而不是表達式。如這樣的代碼編譯時會報錯：
double distance(double &x, double &y) {
return sqrt(x * x + y * y);
}
int main() {
double x = 3.0, y = 4.0;
cout << distance(x + 3.0, y + 4.0);
}
報錯的原因在於，函數distance接收的是一個double類型的引用，而我們傳遞的卻是x+3這樣的表達式。顯然表達式沒有對應的引用。所以編譯器會報錯，告訴我們參數類型不匹配：
但神奇的是，如果我們把函數簽名稍微改一下，加上const修飾符，會發現報錯消失瞭：
double distance(const double &x, const double &y) {
return sqrt(x * x + y * y);
}
這並不是編譯器的bug，而是編譯器針對const引用做瞭特殊處理。當編譯器發現傳入的不是double類型的變量的時候，它會創建一個臨時的無名變量，將這個臨時變量初始化成x+3.0 ，然後再傳入這個臨時變量的引用。C++隻會對const引用參數執行這個操作。
除瞭表達式之外，如果變量的類型不匹配也一樣會創建臨時變量。這些臨時變量隻會在函數調用期間存在，函數運行結束之後，編譯器會將其刪除。
為什麼會有這樣的設計呢？C++ Primer當中提供瞭這樣一個例子：
void swapr(int &a, int &b) {
int temp = b;
b = a;
a = temp;
}
long a = 3, b = 5;
swapr(a, b);
在早期C++沒有嚴格限制的情況下，這段代碼會發生什麼呢？
由於類型不匹配，所以編譯器會創建兩個臨時的int變量，但它們初始化成3和5，再傳入函數當中。然後執行函數當中交換變量的邏輯，但問題是，我們交換的是兩個臨時變量，原變量並不會生效。
所以後來版本的C++優化瞭這個問題，禁止瞭傳遞引用時創建臨時變量。而當引用有const修飾時並不會對原值進行修改，並不會影響邏輯和結果，所以豁免瞭這個禁令。
4、const修飾符的優點
在函數簽名當中，如果要接收引用，我們要盡可能使用const，我們來看下這樣做的好處：
- 可以避免無意中修改數據
- 可以處理
const和非const參數，否則，隻能接受非const變量 - 可以接受臨時變量
到此這篇關於C++引用的使用與const修飾符的文章就介紹到這瞭,更多相關C++引用與const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！
這篇文章轉自公眾號：Coder梁（ID：Coder_LT）