C++ 引用详解（1）

目录

一、引用 —>(常量指针)

二、C++ 引用 与 指针的区别

三、引用作为函数的参数

四、把引用作为返回值 函数做左值使用

五、常量引用

---

一、引用 —>(常量指针)

1. 引用的作用：给变量起别名 引用变量是一个别名，也就是说，它是某个已存在变量的另一个名字。一旦把引用初始化为某个变量，就可以使用该引用名称或变量名称来指向变量，此时引用的地址和变量的地址绑定即为变量地址。

2. 实例

    #include 
    using namespace std;
    ​
    int main() 
    {
    ​
        int a = 666;        // 定义一个变量
        int &b = a;         // 引用变量---> 给 a 取一个别名 b 意味着 b 和 a 引用的是同一块内存空间，对b的修改会直接影响到a的值。
        // int b = a; 与 int &b = a; 不同之处在于 前者会开辟一个内存空间，然后把 a 的值赋给 b，之后 修改 b 的值不会影响到 a 的值
        
        // 输出 a 和 b 结果相同
        cout << "a = " << a << endl;
        cout << "b = " << b << endl;
        
        // 用引用改变变量
        b = 100;
        
        // b 改变了 由于是引用所以 a 也相应改变为 100
        cout << "a = " << a << endl;
        cout << "b = " << b << endl;
    ​
        system("pause");
    ​
        return 0;
    }

   结果
   

   a = 666
   b = 666
   a = 100
   b = 100
   请按任意键继续. .

二、C++ 引用 与 指针的区别

• 不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。

• 一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。

• 引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。

实例

#include 
 using namespace std;
 ​
 int main()
 {
   int a = 100;
   int &b = a;       // 定义引用时初始化引用
 ​
   cout << "a = "<< a <<", b = "<< b < a = 100, b = 100
 a address = 0xbfce21e4
 b address = 0xbfce21e4
 ===================================
 a = 50, b = 50, c = 50
 a address = 0xbfce21e4
 b address = 0xbfce21e4
 c address = 0xbfce21e8

从结果可以看出，第十五行虽然在调用 b = c; 后引用 b 的值变为 50，但 b 所指向的地址空间还是指向了 a，没有发生改变，说明 b = c; 只是将 c 的值赋值给引用 b 所指向的变量，没有改变引用的指向。

注意，引用在定义时需要添加&，在使用时不能添加&，使用时添加&表示取地址。如上面代码所示，第 7行中的&表示引用，第 10 行中的&表示取地址。除了这两种用法，&还可以表示位运算中的与运算。

三、引用作为函数的参数

作用：函数传参时，可以利用引用的技术 将实参和形参绑定在一起，让它们都指代同一份数据。如果在函数体中修改了形参的数据，那么实参的数据也会被修改，从而拥有“在函数内部影响函数外部数据”的效果，达到和指针一样的效果但引用比指针更简洁。

 #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;
 }

注意：以引用作为参数的函数，可以把变量传入，但不能传入常量。

四、把引用作为返回值 函数做左值使用

实例

 #include 
 using namespace std;
 ​
 // 不能返回局部变量的引用  返回的局部变量引用在第二次使用时数据会发生改变
 int& test01() 
 {
     int a = 10; // 局部变量
     return a;
 }
 ​
 // 返回静态变量引用
 int& test02() 
 {
     static int a = 20;
     return a;
 }
 ​
 int main() 
 {
     // 不能返回局部变量的引用  
     int& ref = test01();
     cout << "ref = " << ref << endl;
     cout << "ref = " << ref << endl;
 ​
     // 如果函数做左值，那么必须返回引用
     int& ref2 = test02();       // 返回静态变量引用 给test02() 取一个别名ref2
     cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
     cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
 ​
     test02() = 1000;            // 函数返回的是引用a 修改test02()等价于修改 a 
 ​
     cout << "ref2 = " << ref2 << endl;      // ref2 是test02() 的别名 此时打印 ref2 即打印test02()
     cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
 ​
     system("pause");
 ​
     return 0;
 }

结果

 ref = 10         
 ref = 2078972296  // 第二次使用数据为随机
 ref2 = 20
 ref2 = 20
 ref2 = 1000
 ref2 = 1000

注意：

1. 不能返回局部变量的引用。因为局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了"无所指"的引用，程序会进入未知状态。，但是，可以返回一个对静态变量的引用。

2. 不能返回函数内部new分配的内存的引用或者指针。

   1. 内存泄漏：当你在函数内部使用 new 运算符分配内存时，你会在堆内存中创建一个对象，并返回一个指向该对象的指针。如果你将这个指针传递出函数，或者在函数外部保留对它的引用，但没有合适的方式来释放这块内存，那么就会导致内存泄漏。这意味着你的程序会持续占用越来越多的内存，最终可能导致程序崩溃。

      1. 实例

         #include 
         
         int* createInt() 
         {
             int* ptr = new int(42);
             return ptr;
         }
         
         int main() 
         {
             int* result = createInt();
             std::cout << *result << std::endl;
             delete result;     // 释放内存
             std::cout << *result << std::endl; // 这里可能会导致问题
             return 0;
         }
         

   2. 访问已释放的内存：如果你在函数内部创建了一个对象，并返回一个指向该对象的指针，然后在函数结束后释放了这块内存，那么在函数外部仍然持有对该内存的引用，就会导致悬空指针问题。当你尝试访问这块内存时，程序会引发未定义的行为，可能会导致崩溃或不可预测的结果。

五、常量引用

常量引用主要用来修饰形参，防止误操作修改引用

实例

// 常量引用使用的场景，通常用来修饰形参
void showValue(const int& v) 
{
	// v += 10;  // 这里不能修改变量值
	cout << v << endl;
}

int main() 
{
	// int& ref = 10;  引用本身需要一个合法的内存空间，因此这行错误
	// 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;

	// ref = 100;  // 加入const后不可以修改变量
	cout << ref << endl;

	// 函数中利用常量引用防止误操作修改实参
	int a = 10;
	showValue(a);

	system("pause");

	return 0;
}

结果

10
10
请按任意键继续. . .

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