前言
本文参照:
[C++] 一篇带你搞懂引用(&)-- C++入门
1、什么是引用?
你可以理解为起别名,但其实还是代表同一个东西。引用即是为已存在变量取了一个别名,它和它引用的变量共用同一块内存空间,编译器也不会为引用变量开辟新的内存空间,
1.1、引用的表示方式
类型 &引用变量名(别名) = 引用实体
代码:
int main()
{
int a = 10;
int& b = a;
int& c = b;
cout << "a的地址" << &a << endl;
cout << "b的地址" << &b << endl;
cout << "c的地址" << &c << endl;
return 0;
}
b与c都是a的别名,他们三者都指向同一内存空间,我们可以打印出他们的地址进行验证。
1.2、引用特性
引用在定义时必须初始化
#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
int a=10;
int& ra;//编译时出错
return 0;
}
一个实体可以有多个引用
int main()
{
int a = 10;
int& b = a;
int& c = a;
int& d = a;
cout << "a的地址" << &a << endl;
cout << "b的地址" << &b << endl;
cout << "c的地址" << &c << endl;
cout << "d的地址" << &d << endl;
return 0;
}
同一引用不能引用不同实体
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
int& c = a;//引用实体a
cout << "a: " << a << endl;
c = b;//再引用实体b
cout << "c: " << c << endl;
cout << "a: " << a << endl;
return 0;
}
当引用已经引用某实体后,在去引用另一实体,其实成了赋值操作。
1.3、引用权限
引用时权限可以缩小但不能扩大
int main()
{
int a = 10;
const int b = 20;
int& a1 = a;//权限不变,可以。
const int& c = a;//权限缩小,可以。
int& d = b;//权限扩大,编译报错。
const int& b1 = b;//权限不变,可以。
return 0;
}
当发生隐式转换时,可以使用常引用
int main(){
double a=3.14;
//int& ra=a;//权限其实是扩大了的,此时编译出错
const int& rb = a;//可以
return 0;
}
当发生隐式转换时,其实会产生一个临时变量,并且该临时变量具有常量的特性,所以需要使用常引用。
1.4、使用场景
1.做参数
void Swap(int &x, int &y)
{
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
cout << "a: " << a << endl;
cout << "b: " << b << endl;
Swap(a, b);
cout << "a: " << a << endl;
cout << "b: " << b << endl;
return 0;
}
不同于C中繁琐的传址操作,在C++中可以直接使用引用即可完成实参交换功能。此时引用即本身,未产生临时变量。
2.做返回值
首先我们先看一个简单的程序:
int Count()
{
int n = 0;
n++;
//cout << &n << endl;
return n;
}
int main()
{
int num = Count();
cout << num << endl;
//cout << &num << endl;
return 0;
}
显而易见,num的值为1。这是在程序运行过程中,传值返回时会产生一个临时变量,这个临时变量会赋值给num。因为临时变量具有常量属性,所以当使用一个引用来接收时,需要使用常引用,避免权限扩大。
int main()
{
//int & num = Count();//编译报错
const int& num = Count();
//cout << num << endl;
//cout << &num << endl;
return 0;
}
但当给Count函数加个引用又会如何?
int & Count()
{
int n = 0;
n++;
cout << &n << endl;
return n;
}
int main()
{
int & num = Count();
const int& num1 = Count();
cout <<"num的值: " << num << endl;
cout <<"num的地址: " << &num << endl;
cout << "num1的值: " << num1 << endl;
cout << "num1的地址: " << &num1 << endl;
return 0;
}
在上述代码中,是用引用类型的返回值,此时可以认为产生了临时变量为n的引用(别名),然后将别名再赋给num和num1,此时的权限可以不变也可以缩小。我们可以通过打印地址验证一下。
其实上段代码并不合理,调用完Count函数,该函数会被销毁,此时再通过引用去访问这块空间,其实是非法访问。非法访问的后果会导致野指针,如果调用一个其它的函数,num的值很有可能会发生改变。
int& Count()
{
//static int n = 0; 这样可以
int n = 0; // 这样不好
n++;
//cout << "n:"<< & n << endl;
return n;
}
int main()
{
int& num = Count();
cout << num << endl;
cout << "num" << & num << endl;
cout << num << endl;
return 0;
}
当我用vs2022进行测试时发现,已经不会出现野指针问题,但还是不建议这样写。我们可以使用static去修饰变量,将变量存储到静态区,杜绝后患。
1.4、效率说明
以值作为参数或者返回值类型,在传参和返回期间,函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回,而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝,因此用值作为参数或者返回值类型,效率是非常低下的,尤其是当参数或者返回值类型非常大时,效率就更低。
总结
本文是一些c++引用的小知识,希望能帮助到您。