引用
简单来说，引用就是给一个变量起一个别名。例如：
int a = 1; int& b = a;
对于上面的代码，我们就说b是a的别名，我们可以看看b和a的地址：
我们可以发现，别名b和a共用一块地址，不会开辟新的空间，我们可以将下面三段代码进行比较：
//代码一 int a = 1; int& b = a; //代码二 int a = 1; int b = a; //代码三 int a = 1; int* b = &a;
- 代码一：
b为a的别名，前面已经讲过，这里不再赘述 - 代码二：创建了一个新的整形变量
b，并将a的值赋值给b - 代码三：创建了一个指针变量
b指向变量a
我们可以画图来更加明确他们的关系：
1. 引用的作用
1.1 引用可以做函数参数：
既然我们知道引用就表示给一个变量取别名，那么我们就可以用引用做函数实参，来简化用C语言写时较为复杂的代码，例如：
- 交换两个数的值
Swap
/* 形参a，b是两个别名，和实参共用一个地址。 因此形参的改变就会影响实参的改变 故可以不要像C语言一样传实参的地址 */ void Swap(int& a, int& b) { int temp = a; a = b; b = temp; }
- 无哨兵位单链表的尾插
SLPushBack
typedef struct ListNode { struct ListNode* next; int val; }SL; //如果不用别名，那么形参就应该是二级指针，只有这样才能改变原本为一级指针的实参 void SLPushBack(SL*& phead, int data) { assert(phead); SL* newNode = (SL*)malloc(sizeof(SL)); newNode->val = data; newNode->next = NULL; if (phead == NULL) phead = newNode; else { SL* cur = phead; while (cur->next) cur = cur->next; cur->next = newNode; } }
总结：
引用做函数实参，有以下好处：
- 形参的改变可以影响实参，这样可以降低函数的复杂度并提高函数的可读性
- 对于大型的实参，如果将它的别名作为形参传入函数，就可以大大提高函数效率。
1.2 引用做函数返回值：
先来看一串代码：
int& Add(int a, int b) { int c = a + b; return c; } int main() { int& ret = Add(1, 2); cout << ret << endl; Add(3, 4); cout << ret << endl; return 0; }
大家来想一想，这两次打印的ret的结果分别是什么？
第一次为3大家可能认为没问题，但为什么第二次明明ret没有接收函数Add(3, 4)的返回值，为什么他的值会变成7呢？
原因是：
Add函数的返回值类型是一个引用，即局部变量c的别名，而接收对象ret也是引用，因此ret也是局部变量c的别名- 所以尽管第二次
ret没有接受返回值，但是c的改变也会影响其别名ret的改变，所以最后ret的值也会变为7。
其实，上面的分析并不完全正确：
- 应该清楚，随着函数栈帧的销毁，其函数内部的局部变量也会被销毁
- 因此
ret打印出的结果应该是不确定的。- 这里之所以可以打印出看似正确的结果3和7，可能因为博主用的编译器并没有清理函数
Add的栈帧
而要使代码正确，我们可以将变量c设置为静态变量，这样就不会随着函数栈帧的销毁而被清除了。
清楚了这一点，再来看下面的两串代码：
代码一：
int& Add(int a, int b) { static int c = a + b; return c; } int main() { int& ret = Add(1, 2); cout <<"ret = " << ret << endl; Add(3, 4); cout << "ret = " << ret << endl; return 0; }
代码二：
int& Add(int a, int b) { static int c; c = a + b; return c; } int main() { int& ret = Add(1, 2); cout <<"ret = " << ret << endl; Add(3, 4); cout << "ret = " << ret << endl; return 0; }
大家认为，这两串代码打印的结果一样吗？
如果想错了的小伙伴，可能忽略了一点：静态变量只能被初始化一次。
因此，对于代码一，定义静态变量c时，将其初始化为a + b = 3，那么之后就不会被初始化，ret的值也就不会变了。
经过上面的一系列分析，可以得出结论：
如果将局部变量的引用作为返回值，那么出了函数作用域，返回对象就被销毁了，不能用引用返回，否则结果就是不正确的。
接下来我们举一个正确使用引用做返回值的例子：
//功能：将顺序表的每个值++ typedef struct SeqList { int data[100]; int size; }SL; int& SLPosModify(SL* sl, int pos) { return (sl->data)[pos]; //返回顺序表每个位置的别名，从而改变返回对象就可以改变顺序表内的内容 } int main() { SL* sl = (SL*)malloc(sizeof(SL)); sl->size = 100; memset(sl->data, 0, sizeof(int) * sl->size); for (int i = 0; i < sl->size; i++) SLPosModify(sl, i)++; return 0; }
可以看到，引用做函数返回值有以下好处：
- 可以直接修改返回对象
- 可以简化代码，提高代码可读性
- 可以提高效率
2 常引用
常引用（const reference）是一种引用变量的方式，用于表示引用的目标对象不可被修改
需要注意以下几点：
- 取别名时不能将原来的权限放大，只能权限平移或者权限缩小。例如：
const int a = 1; int& b = a; //权限放大
- 会有如下报错信息：
而下面的写法就是正确的：
int a = 1; const int& b = a; //权限缩小 const int& c = b; //权限平移
- 可以给常量取别名。例如：
const int& d = 10;
- 当引用涉及到类型转换时，要注意临时变量的常性。例如：
int a = 1; double& b = a;
- 是错误的。而
int a = 1; const double& b = a;
- 就是正确的。
- 这是由于
当给整型变量
a取一个浮点型的别名b时，就会发生隐式转换，中间就会产生一个临时变量。而由于临时变量具有常性（const），因此由上面我们所说的取别名不能放大权限，因此正确的写法为
const double& b = a;
- 注：具体的，临时变量到底是怎么产生的以及他有什么特性，感兴趣可以看看👉C/C++陷阱——临时变量的产生和特性
3 引用和指针
在上面的介绍中，我们例举了很多引用替代指针来实现指针功能的例子。那么我们是否可以这样认为：C++中，引用可以完全取代指针？
答案是：不能！
首先我们应该清除引用有两点特性：
- 引用在定义时必须被初始化
- 引用不能被修改指向，只能修改其值（例如，如果
c原来是a的引用，那么c就只能是a的引用）
例如：
而我们又清楚，指针可以随意改变它的指向，这是引用无法做到的，因此在C++中，引用是无法完全取代只针的，应该说，引用和指针是互补的。
3.1 引用和指针在语法层面和底层的异同
- 在语法上，引用就是给一个变量取别名，不会开辟额外空间，和原来的变量共用一个地址。而指针就会开辟空间用来存储这个指针变量。
- 在底层上，引用和指针一样，都是用汇编实现的。因此我们可以说，实际上声明和指针都是传地址
那么日常情况下，我们是以语法为主还是底层为主呢？
答案是以语法为主。我们来看一个例子：
char a = 1; char& b = a; cout << sizeof(b) << endl;
32位系统，如果输出的是4，那就说明以底层为主，如果输出为1，那就说明以语法为主。
我们可以看到，输出的结果是1，因此日常情况下，以语法为主
3.1 引用和指针的不同
- 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。
- 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
- 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
- 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）
- 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
- 有多级指针，但是没有多级引用(一个变量可以有多个引用)
- 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
- 引用比指针使用起来相对更安全，但不是绝对安全
本篇完。
