C++中引用的相關知識點小結

引用的概念

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。

比如:李逵,在傢稱為"鐵牛",江湖上人稱"黑旋風"。那麼這裡的“鐵牛”、“黑旋風”就稱李逵的引用。

在程序中呢,引用的用法如下:

類型& 引用變量名(對象名) = 引用實體;

舉個例子:

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

結果如下:

其中ra為a的引用,可見 a 和 ra 的地址一樣,這就說明瞭變量與變量的引用公用的一塊內存空間。

特別註意:引用類型必須和引用實體是同種類型的

引用特性

1. 引用在定義時必須初始化

2. 一個變量可以有多個引用

3. 引用一旦引用一個實體,再不能引用其他實體

例如:

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

知道引用的特性後,我們就可以簡化在C語言中一些簡單函數的寫法,如交換兩個數,可直接傳變量的引用為參數來實現,具體如下:

可見當傳入的參數為變量的引用時,就可以避免在次開辟內存空間,一定程度上提高瞭代碼運行效率。

常引用

所謂常引用就是在一個變量的引用前加一個關鍵字 const 來使這個引用具有常量的性質。

如下所示:

void TestConstRef()
{
const int a = 10;
//int& ra = a; // 該語句編譯時會出錯,因為a為常量,而ra為變量(由&前面的類型決定,為int變量類型)
const int& ra = a;
// int& b = 10; // 該語句編譯時會出錯,b為常量
const int& b = 10;
double d = 12.34;
//int& rd = d; // 該語句編譯時會出錯,類型不同
const int& rd = d;
}

再例如:

int main()
{
	int i = 10;
	double d = i;
	//double& r=i; //這裡編譯器會報錯,具體原因如下圖示
	const double& r = i; //加上const 修飾就會使引用具有常性
    return 0;
}

所以隻有在定義引用前加上const 修飾就能使之具有常性。

另外要註意使用const引用時的權限問題,例如:

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	// 使用常變量時變成常變量的別名的條件:不變或者縮小常變量的讀寫權限是可以的,
	//放大你常變量讀寫權限不行的
	const int a = 10;
	// int& b = a;  // 不能這樣定義b,這樣會使a的權限變大,編譯器會報錯

	int c = 20;
	const int& d = c; // 可以這樣定義,d變成的c的別名,d不能修改c,相當於把c的權限縮小
                      //其中c是可以改變的,但是d隻能讀不能寫
	return 0;
}

如上解釋一下:並不是每個別名(即引用)都跟原名字有一樣的權限,具體要看怎麼修飾。

使用場景

1、做參數

void Swap(int& left, int& right)
{
  int temp = left;
  left = right;
  right = temp;
}

這裡提一下引用做參數的優點:

1、 傳引用是為瞭減少傳值傳參時的拷貝

2、使用const修飾引用時可以保護形參不會被改變

3、const引用做參數時,即可接收變量,也可以接收常量
 

總的來說,函數傳參如果想減少拷貝就用引用傳參,如果函數中不改變這個參數最好用const 引用傳參

2、做返回值

看如下栗子:

為什麼打印出的 ret=7 呢?

這是因為函數的返回類型為 int& ,所以返回值 c 的類型就是 int&,而 ret 作為接收函數的返回值的量,也為 int& 型,所以在這裡就可以把 ret 看做是 c 的別名,當程序來到 Add(3,4); 這條語句時,返回值 c 就變為瞭 7,所以此時的 ret 的值也就為7。

以上也說明瞭使用引用做返回值會有一定的風險性。

引用和指針的區別

最後來總結一下引用與指針的區別。

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。在底層實現上實際是有空間的,因為引用是按照指針方式來實現的。

來看這樣一段代碼:

int main()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;
	ra = 20;
	int* pa = &a;
	*pa = 20;
	return 0;
}

再查看其匯編代碼,會發現引用與指針的實現方式是一樣的。

引用與指針的不同點:

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,但指針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(因為指針使用不慎就會造成野指針)

總結

到此這篇關於C++中引用的相關知識點的文章就介紹到這瞭,更多相關C++中引用知識點內容請搜索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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