【c++】引用
1.引用的概念
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。比如：李逵，在家称为"铁牛"，江湖上人称"黑旋风"
类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；
#include<iostream> using namespace std; void TestRef() { int a = 10; int& ra = a;//<====定义引用类型 printf("%p\n", &a); printf("%p\n", &ra); } int main() { TestRef(); }
注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的
2.引用特性
- 引用在定义时必须初始化
- 一个变量可以有多个引用
- 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体
void TestRef() { int a = 10; // int& ra; // 该条语句编译时会出错 int& ra = a; int& rra = a; printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra); }
3.常引用
void TestConstRef() { const int a = 10; //int& ra = a; // 该语句编译时会出错，a为常量 const int& ra = a; // int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量 const int& b = 10; double d = 12.34; //int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同 const int& rd = d; }
4.使用场景
1. 做参数
void Swap(int& left, int& right) { int temp = left; left = right; right = temp; }
2. 做返回值
int& Count() { static int n = 0; n++; // ... return n; }
下面代码输出什么结果？为什么？
int& Add(int a, int b) { int c = a + b; return c; } int main() { int& ret = Add(1, 2); Add(3, 4); cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl; return 0; }
注意：如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还在(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
5.传值、传引用
1.传值、传引用效率比较
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
#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 < 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; }
2.值和引用的作为返回值类型的性能比较
通过上述代码的比较，发现传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大
6.引用和指针的区别
在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间
在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的
int main() { int a = 10; int& ra = a; ra = 20; int* pa = &a; *pa = 20; return 0; }
我们来看下引用和指针的汇编代码对比
引用和指针的不同点:
- 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。
- 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
- 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
- 没有NULL引用，但有NULL指针
- 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)
- 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
- 有多级指针，但是没有多级引用
- 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
- 引用比指针使用起来相对更安全
语法上区别
- 引用是别名，不开空间；指针是地址，需要开辟空间存地址
- 引用必须初始化，指针无要求
- 引用不能改变指向，指针可以
- 引用相对更安全，没有空引用，但是有空指针；容易出现野指针，但是不容易出现野引用
底层区别
- 汇编层面上，没有引用，都是指针，引用编译后也转换成指针了
