C++中引用详解

C++中引用详解 前言

变量名 是一段连续存储空间的别名，是一个门牌号

程序中通过变量名命名内存空间，也通过变量名使用存储空间。

变量的引用就是变量的别名，普通引用必须初始化，引用作函数参数时函数声明不用初始化。

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一、引用的概念

& “引用声明符”。区别于 & 取地址运算符

变量的引用，不开辟内存单元，b和a都是同一个存储空间的别名。

int b = 5;
int &a = b;
// 输出 sizeof(a)为4，等价于sizeof(b)

二、引用的本质

普通变量的引用，必须初始化。引用类似指针常量

// 案例1
int a = 10, c = 20;
int &b = a;  // 1. 普通变量的引用必须初始化 &a和&b均为9829160
// 案例2
b = c;  // 此时&b仍为9829160，a和b均为20
// 2. 引用类似指针常量

普通变量的引用有自己的空间吗？有

struct Teacher {
    char name[64];  // 64bytes
    int age;  // 4bytes
    double &dData;  // 4bytes 所占内存空间大小
}
// 说明：引用变量内存空间存储的是，所指向变量的地址，与指针变量相同

三、引用作函数参数

调用函数时，有以下两种能回传给实参的方法。

① 指针调用：实参地址赋值给形参。

② 引用传递：实参的引用赋值给形参。

值传递只是一种单向传递，不会影响实参。

四、函数返回值是引用

// 局部变量作为函数返回值，内存会创建一个临时变量temp并赋值
// 返回临时变量，函数结束局部变量销毁

int getAA1() {
    int a = 10;
    return a;
}
int a1 = getAA1();  // 在C++标准中，临时变量或对象生命周期在一个完整的语句表达式结束后销毁
           // 也就是在该语句执行结束后销毁
// int &a2 = getAA1();  // error 非常量引用的初始值必须为左值

<<<<<< 结论1：若返回栈变量，不能成为其他引用的初始值，不能作为左值使用 >>>>>>

int& getAA2() {
    int a = 10;
    return a;  // 如果返回栈上的引用，可能会有问题
}
int a3 = getAA2();
int &a4 = getAA2();  // a4指向局部变量内存，结束后销毁

<<<<<< 结论2：若返回栈变量的引用，不能成为其他引用的初始值 >>>>>>

int* getAA3() {
    int a = 10;
    return &a;
}
int *a5 = getAA3();

// 第一次输出 a1=10 a3=10 a4=10        a5=4563214
// 第二次输出 a1=10 a3=10 a4=4862867   a5=4563214

int& getAA4() {
    static int a = 10;
    a++;
    return a;
}
int a1 = getAA4();  // 第一次输出 a1=10
getAA4() = 20;
int& a2 = getAA4();  // 第二次输出 a2=21

<<<<<< 结论3：返回静态变量或全局变量，可以成为其他引用的初始值 >>>>>>

四、常量引用

常用来修饰形参，防止形参改变实参。

// 1.普通引用
int a = 10;
int &b = a;

int c = 20;
// &b = c; // error 表达式必须是可修改的左值
b = 20;

<<<<<< 结论1：引用本身就是指针常量，指向的内存不可变，但内存空间的值可变 >>>>>>

// 2.常引用
int x = 20;
const int &y = x;
// y = 10; // error 

<<<<<< 结论2：常引用让变量拥有只读属性，不能通过y去修改x >>>>>>

// 常引用初始化分为以下两种
// 1> 用变量初始化
int x = 30;
const int &y = x;


// 2> 用字面量初始化
const int a = 40; // C++编译器把a放在符号表中