C++初阶——引用详解

柔光的暖阳◎ 2022-10-26 04:56 131阅读 0赞

### C++入门 ###

*  一、引用
 *   *  1.1 引用概念
     *  1.2 引用特性
     *  1.3 常引用
     *  1.4 使用场景
     *  1.5 传值、传引用效率比较
     *  1.6 指针和引用的区别

# 一、引用 #

## 1.1 引用概念 ##

引用不是新定义一个变量，而是**给已存在变量取了一个别名**，编译器不会为引用变量开辟内存空间，它和它**引用的变量共用同一块内存空间**。

引用书写格式：  
`类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；`  
举个例子：int就是引用类型，b就是引用变量名，a就是引用实体

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        
      int a = 10;
      int& b = a; //b是a的别名，b是a的引用，注意&符号在这里不是取地址!
      cout<<&a<<endl;
      cout<<"a="<<a<<endl;
      cout<<&b<<endl;
      cout<<"b="<<b<<endl;
      
      b = 20;
      cout<<&a<<endl;
      cout<<"a="<<a<<endl;
      cout<<&b<<endl;
      cout<<"b="<<b<<endl;
    
      return 0;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMDc2MDIy_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
注意：  
**引用类型**必须和引用**实体**是**同种类型的**。例如：a的类型为int，那么引用类型也必须是int。

## 1.2 引用特性 ##

1.  引用在**定义时必须初始化**  
    ![在这里插入图片描述][20210201215243749.png]
2.  一个变量可以有**多个引用**  
    ![在这里插入图片描述][20210201215402232.png]
3.  引用一旦引用一个实体，再**不能引用其他实体**  
    ![在这里插入图片描述][20210201215550901.png]

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        
      int a = 10;
      int& b = a; //1.引用在定义时必须初始化
    //int& b;     //没有初始化就会报错
    
      int c = 20;
      int& rc = c;  //2.一个变量可以有多个引用
      int& rrc = c;
      int& rrrc = c;
    
      int d = 30;
      int& e = d;
    //e = c;    // 3.引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
    
      return 0;
    }

## 1.3 常引用 ##

1.  引用类型**必须和引用**实体**是同种类型的**；  
    ![在这里插入图片描述][20210201220226580.png]
2.  引用在初始化赋值时，**权限可以被缩小，而不能被放大**。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMDc2MDIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 1.4 使用场景 ##

1.  **做参数**

void Swap(int& x, int& y)
    {
        
      int tmp = x;
      x = y;
      y = tmp;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMDc2MDIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
2. 做**返回值**

int& Count()
    {
        
       static int n = 0；
       n++;
       // ...
       return n;
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMDc2MDIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
注意：如果函数返回时，**出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMDc2MDIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

## 1.5 传值、传引用效率比较 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQwMDc2MDIy_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
总结：

1.  **传值是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝**，会发生两次拷贝，如果参数或返回值类型较大，会造成效率低下。
2.  传引用则是对实参或者返回变量的取别名，二者共享同一块内存，省去了一次拷贝，因此效率较高。

## 1.6 指针和引用的区别 ##

1.  从**语法概念**上，引用是引用实体的一个**别名**，没有独立空间，和其引用实体**共用同一块空间**。而**指针具有自己的空间**，32位机器占4字节，64位机器占8字节。
2.  从**底层实现**上，引用的实现方式是按照指针实现的，具有自己的空间。
3.  从**定义**上，引用在定义时必须初始化，而指针可以不必初始化。
4.  从**初始化**上，引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型，**实体没有NULL引用，但有NULL指针**。
5.  在**sizeof中含义不同**：**引用结果为引用类型的大小**，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节)
6.  在**操作**上，**引用自加1即引用的实体增加1**，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
7.  有多级指针，但是**没有多级引用**
8.  访问实体方式不同，指针需要显式解引用，**引用编译器自己处理**
9.  **引用比指针使用起来相对更安全**

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