【是C++,不是C艹】 引用的概念 | 引用的使用 | 引用与指针的区别(二)

简介: 【是C++,不是C艹】 引用的概念 | 引用的使用 | 引用与指针的区别

正文


Part3:有关引用的探讨


1.传值,传引用效率比较


❓你可以先考虑下:传值和传引用作参数/返回值,谁的效率更高?

当然是传引用返回

🪄传值作参数/返回值,不是直接传递实参/返回变量,而是传递实参/返回变量的一份临时拷贝,因此直接传递实参/返回变量效率低下,参数/返回值越大越明显。


这里不妨测试一下两者的效率:

#include<iostream>
#include <time.h>
using namespace std;
struct A { int a[10000]; };
void TestFunc1(A a) {}
void TestFunc2(A& a) {}
void TestRefAndValue()
{
  A a;
  // 以值作为函数参数
  size_t begin1 = clock();
  for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
    TestFunc1(a);
  size_t end1 = clock();
  // 以引用作为函数参数
  size_t begin2 = clock();
  for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
    TestFunc2(a);
  size_t end2 = clock();
  // 分别计算两个函数运行结束后的时间
  cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
  cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
  TestRefAndValue();
  return 0;
}


这段代码以函数结束时间来表示传参的效率

👁️‍🗨️输出结果:


424ceef5db53e81d3a0e9e6e8a203d60_9f5b7cad07634f7392d4d502cedfa3fe.png


不难看出,引用传参的效率杠杠滴。

📝总结:

① 传引用作参数/返回值,有些场景下面,可以提高性能(大对象 + 深拷贝对象)。

② 传引用作参数/返回值,输出型参数和输出型返回值。

引用的使用特别多,是学习的重点。


2.引用和指针的区别


在开头的概念中就说到:

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:

int main()
{
  int a = 10;
  int& ra = a;
  cout << "&a = " << &a << endl;
  cout << "&ra = " << &ra << endl;
  return 0;
}



👁️‍🗨️输出结果:

7c88f2474ad08f9601c4fb90330b88fc_9627b9f68793450ab3a5e54ebf517490.png

不过这只是语法的层面上,那底层实现上呢?


我们可以两者汇编代码的区别:

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


转到反汇编:

d24fbabe6f41165afc62bd22f8aa70ba_b7f21ef31fd24192916375a27d0cf319.png

惊奇的是,反汇编中引用和指针的逻辑操作是相同的!

⚔️所以我们可以得出这样的结论:

引用是按照指针的方式来实现的,在底层实现上是有空间的。


明白了这点之后,再说一下引用和指针的区别:


① 引用概念上定义一个变量的别名,指针存储一个变量地址;


② 引用在定义时必须初始化,指针没有要求;


这个好理解的,给变量起别名的前提是给那个变量起呀,而指针就不需要。


③ 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;


④ 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 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;


⑦ 有多级指针,但是没有多级引用;


指针有一级指针,二级指针,三级指针等,而引用就是标定一个实体,不能再给别名起别名。


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;


这在一定程度上表明了引用的便利之处,果然C++比C语言省心呐。


⑨ 引用比指针使用起来相对更安全。


为什么这么说呢,因为指针当中有野指针,这是一种非常危险的存在,而引用就不会有这样的危险因素。


总结:

这篇博客从引用的基础概念开始,经历了引用的使用和相关探讨,相信你对引用有了一定的认知,这方面是C++的重点内容,要理解呀。


码文不易

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