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引用（Reference）
引用是C++中的一种复合类型，它是某个已存在变量的别名，也就是说引用不是独立的实体，它只是为已存在的变量取了一个新名字。一旦引用被初始化为某个变量，就不能改变引用到另一个变量。引用的主要用途包括函数参数传递、操作符重载等，它可以避免复制大对象的开销，并且使得代码更加直观易读。
new 和 delete
new和delete是C++中的动态内存管理操作符，用于在运行时分配和释放内存。
一、引用
【1】定义
引用和目标公用一片空间
对一片取别名
数据类型 &引用名 = 目标名;
引用的底层实现：类型 * const p； ------>常指针
int const *p; ----->修饰*p
const int *p; ----->修饰*p
int *const p; ----->修饰p
const int *const p; ----->修饰*p和p
【2】&的使用
- 取变量的地址
- 位运算符
- &&逻辑与
- 定义引用，---->如果&前面有数据类型，就说明是在定义引用
【3】引用的性质
- 引用必须初始化
- 访问引用相当于访问目标
- 引用的目标一旦指定，不能修改
- 引用和目标占用同一片空间(引用不会额外开辟空间)
示例：
#include <iostream> using namespace std; int main() { int num1=30,num2=90; //int &ref2; 引用必须初始化 int &ref1 = num1; //定义了一个引用refn1，目标是num1 //在后面，访问ref1和访问num1是同一个效果 //尝试修改ref1的目标 ref1 = num2; //<===>num1 = num2; cout << ref1 << endl; cout << &num1 << endl; cout << &ref1 << endl; }
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【4】引用作为函数的形参
好处：
- 不需要额外开辟空间
- 不涉及到值传递和地址传递的问题，传到函数内部的就是实参本身
#include <iostream> using namespace std; //可以实现两数交换，但是需要额外开辟两个指针的空间 void my_swap(int &x,int &y) //my_swap(num1,num2); int &x = num1; { //由于形参是引用变量，所以函数内对形参的修改也是对实参的修改 int temp; temp = x; x = y; y = temp; } int main() { int num1=30,num2=90; //int &ref2; 引用必须初始化 int &ref1 = num1; //定义了一个引用refn1，目标是num1 //在后面，访问ref1和访问num1是同一个效果 //尝试修改ref1的目标 ref1 = num2; //<===>num1 = num2; cout << ref1 << endl; cout << &num1 << endl; cout << &ref1 << endl; my_swap(num1,num2); cout << "函数调用后" << endl; cout << "num1 = " << num1 << endl; cout << "num2 = " << num2 << endl; return 0; }
【5】数组引用和指针的引用
#include <iostream> using namespace std; int main() { int arr[5]={89,12,34,0,5}; int *p = arr; int *(&r3) = p; //定义了一个指针p的引用r3 //定义一个指向整个一维数组的指针 //int (*p)[5]; //定义一个数组arr的引用 int a = 90; int &r1 = a; //定义了一个r2是arr数组的引用 int (&r2)[5] = arr; //arr的数据类型int [5] return 0; }
【6】引用作为函数的返回值
复习：指针作为函数的返回值 ---->指针函数
- 全局变量
- static修饰的局部变量
- 堆区申请的空间
- 常量区的空间
- 实参传递过去的地址 ------>返回的是生命周期长的变量的地址
引用作为函数的返回值，和指针函数一样，需要返回生命周期长的变量的引用
引用作为函数的返回值，是一个左值，(因为返回引用就是返回变量本身)，可以被赋值和自增自减运算
#include <iostream> #include <cstdlib> using namespace std; int num1 = 12; int &fun(int *p1) //fun(&a); <==>int *p = &a; p指向a { //return num1; // <==>返回num1的引用 cout << p1 << endl; return *p1; //p1是一个4Byte的指针，需要返回4Byte的int } int &fun1() { return num1; } int main() { int a = 90; int *p1 = (int *)malloc(4); cout << num1 << endl; //12 fun1()++ ; // <==>num1++; cout << num1 << endl; *p1 = 90; return 0; }
【7】引用和指针的区别*
- 引用定义必须初始化，指针定义可以不初始化(野指针)
- 指针可以指向NULL，引用不可以
- 可以改变指针的指向，不能改变引用的目标
- 有指针数组但是没有引用数组
- 指针会额外开辟空间，引用不会额外开辟空间
- 有多级指针，没有多级引用
- 动态内存分配
C中的动态内存分配：malloc和free ----->C++中可以继续使用
C++中动态内存分配的关键字：new、delete
【1】new
i）单个内存空间的申请
回忆malloc: int *p = (int *)malloc(4); 只申请单个空间的操作 数据类型 *指针名 = new 数据类型; //new会按照数据类型申请空间 申请并初始化操作 数据类型 *指针名 = new 数据类型(初始值); //申请到空间中的初始值就是()内的内容
ii）多个空间的申请
数据类型 *指针名 = new 数据类型[size]{初始值}; //使用new申请多个空间，仍然可以使用不完全初始化的方式，未初始化的部分默认为0
【2】delete
单个空间的释放： delete 指针名; 多个空间的释放： delete []指针名; #include <iostream> using namespace std; int main() { int *p = new int(3); //指针p指向堆区申请的一个int的空间 cout << *p << endl; string *ps = new string; int *ptr = new int[5]{2,3,5,6}; //申请了5个int的空间 int i; for (i=0;i<5;i++) { cout << *(ptr+i) << endl; } delete p; //释放单个的堆空间 p = NULL; //NULL的ASCII是0，可能会满足整形0的情况， //C++中提供的nullptr，只表示指针为空的情况 delete [] ptr; //释放多个堆空间，需要使用[]，[]内不需要写任何内容 ptr = nullptr; return 0; }
C++中不推荐使用malloc和free的原因：
malloc和free时不会自动调用构造函数和析构函数
new和delete会自动调用构造函数和析构函数
