C++ 面向对象之引用

前言

引用是c++区别于c的一个特别好用的特性，它和指针的作用很相似，或者说类似于指针中的常量指针，本文将会从其语法、注意事项、做函数等方面浅谈引用
同时，本文参考了B站视频，链接如下
https://www.bilibili.com/video/BV1et411b73Z?p=90&spm_id_from=pageDriver
如若涉及侵权，请告知作者删改。

一、引用的基本语法

语法：数据类型 &别名 = 原名
代码如下

#include
using namespace std;

int main()
{
	// 引用的基本语法
	// 数据类型   &别名 = 原名

	int a = 10;
	// 创建引用
	int& b = a;

	cout << "a = " << a << endl
		<< "b = " << b << endl;

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

	system("pause");

	return 0;
}

可以观察到，我们将b的值改变后，a的值也发生了改变，这一点和指针很相似。

二、引用的注意事项

1、引用创建时必须初始化。
这一点区别于指针，指针可以先声明，但是在使用时需要初始化，而引用在声明的时候就需要初始化
2、引用初始化后，不可以改变
这个改变是指引用的对象，因为我们通过基本语法可以知道，引用就相当于是一个对象的别名，而这个别名在初始化后是不能变成另一个对象的别名的。这一点就和常量指针（const 数据类型*）很相似，只能指向固定内存区域（即对象），不能再指向其他的对象（内存区域）。
代码如下

#include
using namespace std;

// 引用的注意事项

int main()
{
	int a = 1;
	// 引用必须初始化
	// int& b;		// 错误，引用必须初始化
	int& b = a;

	// 引用初始化后，不可以改变
	int c = 20;

	b = c;	// 相当于赋值操作，而不是更改引用

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;


	system("pause");

	return 0;
}

第二点从运行结果中就可以看得很清楚，如果引用b变成别的对象比如c的别名，那么将会输出a = 1；但是输出结果确实a = 20，说明 b = c；这一步其实是赋值操作。

三、引用作函数

1、引用传递参数

三种传递方式

	值传递	地址传递（指针）	引用传递
是否会改变实参	不会	会	会
改变实参时注意事项	——	需要解引用	直接使用

#include
using namespace std;

// 引用作函数参数
// 值传递
void mySwap01(int a, int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;

	cout << "mySwap01 a = " << a << endl;
	cout << "mySwap01 b = " << b << endl;
}

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

// 引用传递
void mySwap03(int& a, int& b)	// 函数调用时形参用引用接收实参
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

int main()
{
	int a = 10, b = 20;
	mySwap01(a, b);

	cout << "a = " << a << endl
		<< "b = " << b << endl;

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

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


	system("pause");

	return 0;
}

2、引用作为函数返回

注意：
1、不要返回局部变量的引用
在作者此前的一篇内存四区的blog中曾提到，局部变量的内存属于栈区，在调用后，其内存会自动释放，所以不能返回局部变量，其引用也是如此，因为其内存都是一样的。
2、引用作为函数的返回时可以作为左值（详见代码）

#include
using namespace std;

// 引用做函数返回

// 注意
// 1、不要返回局部变量的引用
int& test01()
{
	int a = 10;	// 局部变量
	return a;
}


// 静态变量可以返回
int& test02()
{
	static int a = 10;	// 静态变量, 在全局区
	return a;
}


int main()
{
	int& ref1 = test01();
	cout << "ref1 = " << ref1 << endl;	// 第一次会正确输出，是因为编译器做了保留的操作
	cout << "ref1 = " << ref1 << endl;	// 第二次输出错误，因为局部变量在函数调用后被释放

	int& ref2 = test02();
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	// 2、函数引用返回值可以做左值
	test02() = 1000;

	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	

	system("pause");

	return 0;
}

常量引用

目的：常用于修饰形参，防止误操作
代码如下

#include
using namespace std;

// 引用常量

// 使用场景, 通常用来修饰形参
void showValue(const int& val)
{
	// val = 1000; 错误，引用常量是不可以改变值的
	cout << "val = " << val << endl;
}

int main()
{
	// int& ref = 10; // 错误，因为引用本身需要一个合法的内存空间
	// 加入const就可以了，编译器将下列代码视为：int temp = 10; const int& ref = temp;
	const int& ref = 10;

	// ref = 100;	// 错误，加入const后不可以修改变量的值


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


	system("pause");

	return 0;
}