C++学习笔记（4）——引用

往期文章: C++学习笔记

• C++学习笔记（1）——C++的诞生
• C++学习笔记（3）——缺省函数与函数重载

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前言

C++比C语言好用太多了！

打个比方，C语言调用函数函数就相当于：菜市场的人要吃饭，厨师叫菜市场call外卖员运菜给餐馆，厨师在餐馆炒好菜后贪心，做了两份菜只回给一份菜，然后call外卖员运回菜市场。
（函数被调用，调用时给了函数实参，实参传到函数定义处用形参接收，然后形参执行函数内容得到结果，最后把结果拷贝一份传回去）

C++调用函数则是：菜市场的人要吃饭，菜市场的人叫厨师来菜市场炒菜，当场做一份菜。
（函数被调用，函数对别名执行函数内容，执行完毕结果自动给到函数变量里面去）

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一、引用的概念

引用是给一个已经存在的变量取一个别名，变量与它的引用变量共用一块内存空间。

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二、引用的使用方法

1.类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体

代码如下（示例）：

int m=0;
int& n=m;			//n是m的别名
printf("%p\n",&m);	
printf("%p\n",&n);	//它们的地址相同
printf("%p\n",&n);
printf("%p\n",&n);	//它们打印的结果相同

PS:引用的类型和被引用的实体是一致的。

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三.引用的特性

1. 引用在定义时必须初始化

2. 一个变量可以有多个引用

3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

代码如下（示例）：

	int a = 10;
	int& b;		//必须为别名赋值否则报错
	int& c = a;
	int& d = a;

int与&会被识别为一个整体，即使它们之间隔了空格，在代码用分号结尾后编译器会主动把它们合并。

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四.常引用

我们再给引用变量赋值时要注意赋值时，变量的权限和值的权限是否一致。

	const int a = 0;
	int& na = a;		//const int 与 int 权限不同，
						//前者有常性不可更改，后者可以更改，
						//权限不同时取别名会报错
	const int& ra = a;	//权限一致，可取别名

	//普通数字有常性，它的别名必须也有常性
	 int& b = 10;	// 该语句编译时会出错，b为常量
	const int& b = 10;
	//浮点型数值也有常性
	double d = 12.34;
	int& rd = d;	// 该语句编译时会出错，类型不同
	const int& rd = d;

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五.引用的使用场景

1.做参数

引用变量做参数的好处是可以直接操作实参本体；即调用的函数可以直接对实参执行指令，不需要设置返回值返回结果。这省去了C语言的传参和返回值的麻烦。

打个比方，C语言调用函数函数就相当于：菜市场的人要吃饭，厨师叫菜市场call外卖员运菜给餐馆，厨师在餐馆炒好菜后贪心，做了两份菜只回给一份菜，然后call外卖员运回菜市场。（函数被调用，调用时给了函数实参，实参传到函数定义处用形参接收，然后形参执行函数内容得到结果，最后把结果拷贝一份传回去）

C++调用函数则是：菜市场的人要吃饭，菜市场的人叫厨师来菜市场炒菜，当场做一份菜。（函数被调用，函数对别名执行函数内容，执行完毕结果自动给到函数变量里面去）

void Swap(int& left, int& right)
{
	int temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}
int main() {
	int x = 1;
	int y = 2;
	printf("%d %d\n", x, y);
	Swap(x, y);
	printf("%d %d\n", x, y);
	return 0;
}

2.做返回值

做返回值的时候注意

#include
#include
using namespace std;

int& Add(int a, int b)	//注意这里Add做了c的别名，可c在Add函数结束的时候就销毁了，c的值变成了一个随机值，此时Add在给一个随机值做别名。
{
	int c = a + b;
	return c;
}
int main()
{
	int& ret = Add(1, 2);	//Add和ret都在给同一个随机值做别名
	cout << "Add(1, 2) is :" << ret << endl;
	Add(3, 4);				//Add和ret都在给同一个随机值做别名，再调用一次Add，c也还是在那个位置被销毁
	cout << "Add(1, 2) is :" << ret << endl;	//Add和ret都在给同一个随机值做别名
	return 0;
}

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六.引用的效率

引用做参数可以省去传参的过程，
引用做返回值可以省去结果拷贝的过程，效率是很高的。
如，引用做参数代码如下：

#include
#include 
#include
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;
}

int main() {
	TestRefAndValue();
	return 0;
}

可以看到 0：7 ，效果拔群。
同理，引用做返回值也是如此。