C++入门基础知识笔记整理(四)

九、C++入门基础知识-引用

1、引用

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

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体;

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 注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的

2、引用的特征

  • 引用在定义时必须初始化

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  • 一个变量可以有多个引用

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  • 引用一旦引用了一个实体,就不能再引用其他实体

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但实际的效果,确实将c的值赋值给b,又因为b是a的引用,所以a的值见解变成了20。

3、常引用

上面提到,引用类型必须和引用实体是同种类型的。但是仅仅是同种类型,还不能保证能够引用成功,这儿我们还要注意可否可以修改的问题。

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这里的a,b,d都是常量,常量是不可以被修改的,但是如果你用int&ra等这样来引用a的话,那么引用的这个a是可以被修改的,因此会出问题。
下面我们来看这么一段代码:

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这个引用对吗?想要弄明白这个问题,首先要明白隐士类型提升的问题,在这里int到double存在隐士类型的提升,而在提升的过程中系统会创建一个常量区来存放a类型提升后的结果。因此到这儿,这段代码一看就是错了,因为你隐士类型提升时a是存放在常量区中的,常量区是不可以被修改的,而你用double&ra去引用他,ra这个引用是可以被修改的。

加个const就可以解决这个问题。

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注意:将不可修改的量用可读可写的量来引用是不可以的,但是反过来是可以的,将可读可写的量用只可读的量来引用是可以的。

4、引用的使用场景

引用做参数

还记得C语言中的交换函数,学习C语言的时候经常用交换函数来说明传值和传址的区别。现在我们学习了引用,可以不用指针作为形参了。因为在这里a和b是传入实参的引用,我们将a和b的值交换,就相当于将传入的两个实参交换了。f80980e429d23080c6b93ae8d1a486d5.png

 

引用做返回值

当然引用也能做返回值,但是要特别注意,我们返回的数据不能是函数内部创建的普通局部变量,因为在函数内部定义的普通的局部变量会随着函数调用的结束而被销毁。我们返回的数据必须是被static修饰或者是动态开辟的或者是全局变量等不会随着函数调用的结束而被销毁的数据。

不加static的后果cef638a774610953895d8411b99c3ff9.png

 你是不是疑惑为什么打印的不是2而是7了?

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 这就更奇怪了,为什么中间加了一句printf,就打印随机值了?
下面我们来看看分析:

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为什么会出现随机值,因为你在函数里定义的变量是临时变量,出了函数函数是会销毁的,这时它就随机指向内存中的一块空间了。所以在引用做函数返回值时最好还是给在函数中定义的变量加上static。

这时你觉得你真的懂这段代码了吗?

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 可能你会好奇了?为什么这儿是3了?下面来看看分析

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 其实你换种写法,这儿的结果就会换成7,原因也很简单,正是上面图片中说的原因

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 注意:如果函数返回时,出了函数作用域,返回对象还未还给系统,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。
这句话说的是下面这种例子:

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大家是不是感觉这个传引用返回用起来很怪了,下面我们来分析一下它是如何返回的。

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 总结:
传值的过程中会产生一个拷贝,而传引用的过程中不会,其实在做函数参数时也具有这个特点。

5、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。

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 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。

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 我们来看下引用和指针的汇编代码对比

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引用和指针的区别

  • 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中的含义不同:引用的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)。
  • 引用进行自增操作就相当于实体增加1,而指针进行自增操作是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。
  • 访问实体的方式不同,指针需要显示解引用,而引用是编译器自己处理。
  • 引用比指针使用起来相对更安全。

 

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