C++核心编程：P2-＞引用

本系列文章为黑马程序员C++教程学习笔记，前面的系列文章链接如下
C++核心编程：P1-＞程序的内存模型

文章目录

• 一、引用的基本用法
• 二、引用的注意事项
• 三、引用做函数参数
• 四、引用做函数返回值
• 五、引用的本质
• 六、常量引用

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一、引用的基本用法

引用的基本使用

作用： 给变量起别名
语法： 数据类型 &别名 = 原名
示例： 定义一个变量a=10，定义一个引用b为a的别名。访问b就相当于访问a，同时修改b就相当于修改a。

代码示例

#include 

int main()
{
	int a = 10;
	int &b = a;
	std::cout << "a = " << a << std::endl;
	std::cout << "b = " << b << std::endl;

	b = 100;
	std::cout << "a = " << a << std::endl;
	std::cout << "b = " << b << std::endl;

	return 0;
}

运行，可以看出引用就是给变量起了个别名，可以直接通过引用修改变量的值。

二、引用的注意事项

注意事项

①引用必须要初始化。
例如直接使用int &b;，会报错。
②引用在初始化后就不可以发生改变了。
例如之前使用int &b = a
现在想让b成为c的别名，若使用b = c，则这样并不能更改引用，这只是个赋值 *** 作，使得a和b的值=c。

代码示例

#include 

int main()
{
	int a = 10;
	int &b;

	return 0;
}

运行，可以发现提示必须初始化引用。

代码示例

#include 

int main()
{
	int a = 10;
	int &b =a;

	int c = 20;
	b = c;

	std::cout << "a = " << a << std::endl;
	std::cout << "b = " << b << std::endl;
	std::cout << "c = " << c << std::endl;
	return 0;
}

运行，可以发现不能更改引用，下面的 *** 作相当于是赋值 *** 作。

三、引用做函数参数

函数传递参数的方式

①值传递：无法修改传入函数的参数的值，函数会为参数新建相应的局部变量。
②地址传递：可以直接 *** 作、更改传递进函数的参数的值。
③引用传递：效果和地址传递一样，但是更简洁

代码示例

#include 
using namespace std;

//1. 值传递
void mySwap01(int a, int b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//2. 地址传递
void mySwap02(int* a, int* b) {
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}

//3. 引用传递
void mySwap03(int& a, int& b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;

	mySwap01(a, b);
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;

	mySwap02(&a, &b);
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;

	mySwap03(a, b);
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

运行，可以看出引用传递也修改了参数的值。

引用传递如何修改参数值

引用传递函数的参数是两个引用， *** 作它们就是 *** 作各实际的参数a和b，只是这两个引用和它们的原名相同。

四、引用做函数返回值

函数的返回值类型可以是一个引用，但是不要返回局部变量引用，因为局部变量存放在栈区，函数结束后就被释放了。

#include 
using namespace std;

//返回局部变量引用
int& test01() {
	int a = 10; //局部变量
	return a;
}

int main() {
	int& ref = test01();

	return 0;
}

其中，函数返回的是变量a的引用，也就是变量a的别名。我们使用一个引用ref去接收，也就代表ref是a的别名。

这里我们返回的是局部变量的引用，不能这样做。我们可以看到编译器只保留了一次，后面就释放了，再通过引用去 *** 作就是非法 *** 作了。

返回引用的函数可以作为左值，即函数的返回值可以被修改。示例代码如下：

#include 
using namespace std;

//返回静态变量引用
int& test02() {
	static int a = 20; //静态变量放在全局区，延长生存周期
	return a;
}

int main() {

	//如果函数做左值，那么必须返回引用
	int& ref2 = test02();
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;

	test02() = 1000;  //函数返回的是a，这里相当于让a=1000
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;  //然后通过a的引用ref2去访问a
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;

	return 0;
}

运行，可以看出函数作为左值，修改了函数的返回值。因此，通过返回值的引用去访问返回值，可以看到返回值已经改变了。

五、引用的本质

引用的本质是一个指针常量，即指针的指向不可以修改，指针指向的值可以修改。

当我们创建一个引用时，实际上就是定义了一个指针常量，指向原名的地址，同时指向的这个地址不能修改。

代码示例如下

#include 
using namespace std;

//发现是引用，转换为 int* const ref = &a;
void func(int& ref) {
	ref = 100; // ref是引用，转换为*ref = 100
}

int main() {
	int a = 10;

	//自动转换为 int* const ref = &a; 
	//指针常量是指针指向不可改，也说明为什么引用不可更改
	int& ref = a;
	ref = 20; //内部发现ref是引用，自动帮我们转换为: *ref = 20;
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "ref:" << ref << endl;

	func(a);
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "ref:" << ref << endl;
	return 0;
}

运行，结果如下。可以看出将引用作为参数传递进函数需要进行一些指针相关的 *** 作，而编译器帮我们做了这些事，我们可以直接方便地使用引用。

六、常量引用

我们在创建一个引用的时候会进行初始化 *** 作，如int &ref = a。但是如果初始化引用为一个常量，如int &ref = 10，这就会出错。这是因为引用本身需要一个合法的内存空间，而10这个常量存在于全局区。

但是如果使用const int& ref = 10就可以

#include 
using namespace std;

int main() {
	//加入const就可以了，编译器优化代码，int temp = 10; const int& ref = temp;
	const int& ref = 10;
	cout << ref << endl;

	return 0;
}

运行，可以看到不再报错。

假设别人写了一个打印数值的函数，我们只是想调用一下，打印一下传进去的参数。但是别人的函数可能会修改传入的引用。

#include 
using namespace std;

void showValue(int& v) {
	cout << v << endl;
	v += 10;
}

int main() {
	int a = 10;
	int& v = a;
	showValue(a);
	cout << a << endl;
	return 0;
}

运行，可以发现我们的引用v被改变了，对应的a也被改变了。

因此我们可以使用常量引用，用来修饰形参，防止误 *** 作。可以看出，现在就无法修改引用值了。