【C++杂货铺】三分钟快速学会C++引用

目录

前言

●引用

概念

特性（灰常重要）

● 常引用

● 使用场景

1. 做参数

2. 做返回值

● 引用和指针的区别（灰常重要）

●总结

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前言

        欢迎收看本期【C++杂货铺】，这期内容，我们将围绕C++中引用部分进行讲解，包括了引用的定义，如何使用引用等内容。

        如果你想学习C++，或者刚学完C语言衔接C++，那么这篇文章将会非常有效的帮助你理解。

●引用

概念

        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。

       例如, 张三是班级上非常爱八卦的人，所以同学们就给他起了个绰号，叫做“大喇叭”。大喇叭就是张三的一个别名，就可以使用大喇嘛这个外号来指示张三了。

        类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

int main()
{
    int a = 10;
    int& ra = a;
    
    return 0;
}

        以上就定义了一个引用，ra就是a的一个别名。

        通过上图就可以理解，创建一个引用时，引用和实体共享一块内存空间。

特性（灰常重要）

        1. 引用必须初始化。

int a = 10;

//  int& ra;  错误的

int& ra = a;

        2. 引用一旦确定指向，就不能修改。

int a = 10;
int b = 20;

int& ra = a;

ra = b;    
//此时ra=b 是将b的值赋值给ra和a ，而不是修改ra的指向

        3. 一个变量可以有多个引用。

int a = 10;
int& b = a;
int& c = b;
//其中 b , c 都是a的引用

        以上可以看出来，引用和指针还是有些类似之处，但是大家千万不要混淆的这两个东西，下面我们会着重讲解引用和指针的却别。

● 常引用

        常引用，顾名思义就是指向常量的引用。如下：

const int a = 10;
//    int& ra = a;  错误的，引用两边必须是相同的类型。
const int& ra = a;

//int& ra = 10    错误的
const int& ra = 10;

● 使用场景

1. 做参数

        大家想想在C语言阶段，如何通过函数实现两个数交换。没错，是指针。

        那是，可能指针就难住了部分同学吧，指针在某些复杂场景和对初学者来说雀氏不太友好，所以C++引入了引用。

        下面是引用作为参数使用的场景，当① 形参是引用时，会修饰实参，即形参的改变影响实参。这样，形参就是实参的一个别名。

void Swap(int& left, int& right)
{
   int temp = left;
   left = right;
   right = temp;
}

        此外，引用做参数还有另一种好处，② 当对象比较大时，会减少拷贝，提高效率。为什么这么说呢，这就不得不说函数栈帧的创建和销毁了，当我们调用一个函数时，首先会在栈区创建函数栈帧，如下图所示。

        当函数调用时，会将实参传给形参，在栈区不断放入数据。这时如果实参是一个非常大的数组的话，会非常消耗时间；如果我们使用引用的话，大大减少拷贝，从而提高效率。

2. 做返回值

int& Count()
{
   static int n = 0;
   n++;
   // ...
   return n;
}

        要注意的是，这里使用static修饰 变量，变量n是放在静态区的。

        如果去掉static，就变成局部变量，当函数结束return时，销毁函数栈帧，释放空间，局部变量被销毁，再返回时，n里面的内容就是随机的了。

        此时n的值具体是什么，就看不同编译器，有的编译器销毁函数时，不清空，有的则1会清空。

        所以，需要注意的是，不能用局部变量作为引用返回

● 引用和指针的区别（灰常重要）

        以上，我们就对引用了初步了解，可能有的同学就会说，引用跟指针差不多，但是感觉比指针好多了，指针是不是就没用了。

        当然不是了，引用固然好，但有一条就是引用不能修改，而指针可以。

        接下来，我们来对比一下指针和引用，这也是面试的时候会被问到的一点。

语法上：

1. 引用不可以被修改；指针可以随便修改。

2. 引用必须初始化；指针可以不初始化。

3. 引用在创建时不需要创建空间；指针需要创建空间存放地址。

4. 引用相对安全，没有空引用，很少出现野引用；指针可能出现空指针，野指针，相对不安全。

5. sizeof含义不同，引用结果为实体类型的大小；指针为4/8字节。

6.引用自增是，是实体值+1；指针自增则会向后移1位

7. 访问方式，引用是编译器自己处理；指针需要解引用操作符。

底层上：

        引用和是指针都需要开辟空间。

        语法上，相信大家都能理解。但是这底层为什么引用和指针都需要开辟空间呢？本质上，引用是常量指针。

        所以在底层汇编上，指针和引用都需要开辟空间。带这些都是机器帮我们做的。所以之前我们都在讲引用和实体共享一块空间，不需要开辟开辟空间。

        但这里，大家一定要理解的是引用的本质还是指针，还是编译器会帮我处理访问等一列操作。这就是C++的独特之处。

●总结

        总结，引用就是给变量起一个别名，并且不能被修改指向，一个指针能有多个引用。引用可以传参，也可以作为返回值被修改。最重要的大家要明白，在最底层是实现上，引用使用指针来实现的。

        以上，就是本期【C++杂货铺】的内容了，如果感觉有用，欢迎点赞，收藏，关注，也欢迎大家在评论区积极讨论，互相学习。