<c++> &引用概念 | 引用用法 | 引用与指针区别

简介: <c++> &引用概念 | 引用用法 | 引用与指针区别

前言


在指针的学习中,我们了解到,c和c++可以使用符号&来指示变量的地址。指针的介绍


在c++中,&符号被赋予了另一个含义,将其用来声明引用。


什么是引用


Q:什么是引用?

A:引用是已定义的变量的别名(另一个名称)。通俗来讲,就相当于起一个外号。


Q:引用语法是什么样的?

A:语法:数据类型& 引用名 = 引用实体;


举个例子:

如果我们要将a作为b变量的别名,可以这样做:


int a;
  int & b = a;


注意:&不是地址运算符,而是类型标识符。它是放在数据类型后面的。


案例


#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
    int a = 100;
    int & b = a;
    //输出值
    cout << a << endl;
  cout << b << endl;
  //值加一
  a++;
  //输出值
    cout << a << endl;
  cout << b << endl;
  //输出地址
  cout << &a << endl;
  cout << &b << endl;
    return 0;
}


运行结果:



结论: 通过观察运行结果,我们发现,a与b的值和地址都完全相同,将a加一会同时影响到两个变量。


引用的特性


引用必须先进行初始化

引用不同于指针,必须要在声明引用前将其进行初始化,不能像指针一样,先声明,再赋值。

int a = 100;
    int & b;
    b = a;  //错误!


引用一旦引用了一个实体,就不能引用其他实体

引用一但与一个实体关联起来,以后就不能进行改动了。

一个变量可以有多个引用


引用的作用


引用可以用作函数参数


Q:什么是按引用传递?

A:引用经常被用作函数参数,让函数中的变量名成为调用程序中的变量的别名,这种传递参数的方法叫做按引用传递。按引用传递可以让被调用的函数访问调用函数中的变量。


案例


#include <iostream>
using namespace std;
void swap1(int &m, int &n) {
    int temp = m;
    m = n;
    n = temp;
}
void swap2(int *m,int *n) {
  int temp;
  temp = *m;
  *m = *n;
  *n = temp;
}
int main(){
    int a = 1, b = 100;
    cout<<"before: a="<<a<<", b="<<b<<endl;
    swap1(a,b);
    cout<<"after: a="<<a<<", b="<<b<<endl;
    swap2(a,b);
    cout<<"after: a="<<a<<", b="<<b<<endl;
}

在这里我们将引用变量作为函数的形参,与指针作为形参类似,直接在函数内部对输入的参数进行修改,实现了交换操作。通过对比指针交换可以发现,引用变量在使用的时候比指针要简洁一些,变量本身就代表了引用的数据,而指针则需要加上*。


引用可以用作函数返回值


在讲引用作为函数返回值之前,我们先了解一下传统的函数是如何传递返回值的吧。


普通传值返回


int Add(int a, int b) {
    int c = a + b;
    return c;
}
int main(void)
{
    int ret = Add(1, 2);
    cout << ret << endl;
    return 0;
}


在这个例子里,return时会生成一个临时变量,把c的值赋给这个临时变量,再返回给ret。

如果我们直接将c返回给ret,很难说返回的是3还是随机值,一切都取决于编译器了。


Q:生成的临时变量存放在什么位置呢?


A: 预备返回的变量小则用寄存器存储。

A: 变量大则创建函数栈帧的时候预先为返回值创建存储空间。


引用传值返回


int &Add(int a, int b) {
    int c = a + b;
    return c;
}
int main(void)
{
    int &ret1 = Add(1, 2);
    cout << ret1 << endl;
    return 0;
}


如果我们使用引用,那我们就不需要额外的临时空间和额外的操作,因为我们是通过引用直接对实体进行操作的,这可以很好的提高程序的效率。


引用与指针的区别


引用是在概念上定义一个变量的别名,而指针是存储一个变量的地址。

引用必须从一而终,不能再指向其他数据;指针可以随意改变指向。

引用在定义时必须初始化,而指针是最好初始化,不初始化也不会报错。

指针可以有多级,引用不可以。

存在空指针,但是不存在空引用。


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