面试题：什么是引用？
在 C++ 中，引用（reference）是一种特殊的变量类型，它可以被用作别名来访问已存在的变量。引用提供了一个更为简洁、清晰和安全的方法来使用变量，能够有效地避免指针的一些问题。
定义引用
引用通过在变量名称前加上 & 来定义，表示该变量的引用。例如：
int x = 10; int &y = x;
上面的代码中，y 是 x 的引用，两个变量绑定在一起，它们实际上指向同一个内存地址，对其中任何一个变量的修改都会影响另一个变量。
引用的特点
引用具有以下特点：
- 引用必须在定义时进行初始化，不能在后面再赋值。
- 引用本身不占用内存空间，它只是已存在变量的别名，因此没有“空引用”的概念。
- 引用和原变量始终保持同步，无论是对引用还是对原变量的操作，都会反映在另一个变量上。
引用的应用
引用在 C++ 中有多重应用。以下是一些示例：
- 作为函数参数传递。通过引用，可以使得函数对调用者的变量产生作用，而不需要返回值；同时，引用可以避免变量过多拷贝，提高效率。
void swap(int &x, int &y) { int temp = x; x = y; y = temp; } int main() { int a = 1024; int &b = a; std::cout << b << std::endl; // 输出 1024 int x = 1, y = 2; swap(x, y); std::cout << x << " " << y << std::endl; // 输出 2 1 return 0; }
- 作为返回值。通过引用，可以实现一个函数可以返回多个值的情况。
std::pair<int, int> divide(int a, int b) { return {a / b, a % b}; } int main() { int a = 17, b = 5; auto result = divide(a, b); std::cout << result.first << " " << result.second << std::endl; // 输出 3 2 return 0; }
- 调用运算符重载函数。通过引用，可以实现对对象的属性进行访问和修改。
class MyVector { private: double *data; int size; public: MyVector(int size) : size(size) { data = new double[size]; } double &operator[](int index) { return data[index]; } }; int main() { MyVector v(3); v[0] = 1.0; v[1] = 2.0; v[2] = 3.0; std::cout << v[0] << " " << v[1] << " " << v[2] << std::endl; // 输出 1 2 3 return 0; }
总结
引用是 C++ 中的一种特殊变量类型，它本身不占用内存空间，只是已存在变量的别名。引用可以实现许多方便和高效的编程方法，包括以引用作为函数参数传递、引用作为返回值以及调用运算符重载函数等。
