C++之引用(中)

简介: C++之引用(中)

前言

接上一篇文章继续介绍引用,本文主要介绍引用的两种用途以及注意事项。


一、引用的用途

一、做参数(该用途与指针的功能重叠)

1.传值、传引用效率的比较:

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。

例子:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
#include <time.h>
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 < 10000; ++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 < 10000; ++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;
}

运行截图:

2.传引用的功能:

减少拷贝,提高效率;修改参数,实参也改变(比用指针方便)

3.传引用的例子

void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}

4.传引用的注意事项:

① 如果这个函数要改变实参,就用一般的引用做参数;(权限的平移)

② 如果这个函数不想改变实参,就用const引用做参数。(权限的缩小)

易错点:如果不想改变实参,但是用一般的引用做了参数,就相当于权限的放大,就错了。

二、引用做返回值

1.值和引用的作为返回值类型的性能比较

例子:

#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a;}
// 引用返回
A& TestFunc2(){ return a;}
void TestReturnByRefOrValue()
{
// 以值作为函数的返回值类型
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc1();
size_t end1 = clock();
// 以引用作为函数的返回值类型
size_t begin2 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc2();
size_t end2 = clock();
// 计算两个函数运算完成之后的时间
cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}

运行截图:

2.引用做返回值的功能:

减少拷贝,提高效率;

3.引用做返回值的例子:

int& Count()
{
  static int n = 0;//此时的返回值是在静态区
  n++;
  // ...
  return n;
}
int& Count()
{
  int n = 0;//此时的返回值是在栈上
  n++;
  // ...
  return n;
}

我们要分析上面两种情况,具体哪种可以用引用做返回值。

4.分两种情况讨论是否可以用引用做返回值:

1.一般情况下(不使用引用做返回值)函数的返回值是通过创建一个临时变量,对要返回的值进行拷贝,再返回临时变量。

2.用引用做返回值,一旦函数调用结束,如果,函数的返回值是在函数调用过程中创建在栈上的空间,那么该空间将被销毁(空间归还给操作系统了,空间里的内容不再被保护),此时去返回该空间里的值就是非法访问,这种行为是未定义的(即,可能返回所需要的值,也可能是随机值)。因此,对上面例子中的两种情况分析如下:

返回值是定义在静态区的,则使用引用返回是无影响的(因为此时引用返回值是在静态区,所以不会有影响)

返回值不是定义在静态区的,则使用引用返回是有影响的(因为此时调用函数结束,函数栈帧销毁,就不能正常访问到引用的返回值的空间了)

总结:函数返回时,出了函数作用域,如果返回的对象还在(还没还给系统),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。


总结

以上就是今天要讲的内容,本文介绍了引用的两种用途以及注意事项。本文作者目前也是正在学习C++相关的知识,如果文章中的内容有错误或者不严谨的部分,欢迎大家在评论区指出,也欢迎大家在评论区提问、交流。

最后,如果本篇文章对你有所启发的话,希望可以多多支持作者,谢谢大家!

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