【C++】C++入门—— 引用

1 前情提要

在C语言中，我们往往会遇见复杂的指针（如数据结构之中的二级指针），理解起来比较复杂，C++对此加入了引用的概念。
指针和引用的大部分功能类似，是重叠的。
C++的引用可以在较为复杂的情况下进行一定替换，让代码变得更加简洁
但是不能完全替代指针！！！

2 概念剖析

C++中提出了一个新概念：引用
引用为对象起一个别名 ，与对象使用同一内存空间。
打个比方：孙悟空，又叫孙行者，又叫孙大圣，还叫齐天大圣。这个四个名字都指向同一个人。

我们来看一个样例：

3 引用特性

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（与指针相异）

必须初始化

这样写就会报错：

E0252 引用 变量 "b" 需要初始值设定项

对于引用的不可修改性，导致它不能完全替代指针。
就比如链表中，如果将前后指针换位引用，就会导致我们成功进行。

如图的双向链表就不能将中间的链表不能成功删除。因为无法改变引用指向。

4 常引用

int main() {
	const int a = 10;

	int& ra = a;   // 该语句编译时会出错，a为常量
	const int& ra = a;
	 int& b = 10;  // 该语句编译时会出错，b为常量
	const int& b = 10;

	double d = 12.34;
	int& rd = d;   // 该语句编译时会出错，类型不同
	const int& rd = d;
	return 0;
}

引用变量是不可改变的左值

5 使用场景

5.1做参数

我们回想一下C语言的交换函数：

void swap(int* pa ,int* pb){
	int tmp = *pa;
	*pa = *pb;
	*pb = tmp;

	return;
}
int main(){
	int a = 2 ;
	int b = 8 ;
	
	swap(&a,&b);
	return 0;
}

而再C++中我们不再需要使用指针

void swap(int& a, int& b) {
	int tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;

	return;
}
int main() {
	int a = 2;
	int b = 8;

	swap(a, b);
	return 0;
}

5.2 做返回值

作为一种数据类型，那一定可以作为返回值来写函数。如下：

int& Count()
{
	//...
	//延长生命周期，防止销毁
	static int n = 0;
	n++;
	// ...
	return n;
}

来看一段错误使用样例：

int& Add(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}
int main()
{
	int& ret = Add(1, 2);
	Add(3, 4);
	cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;
	return 0;
}

来看看运行效果

为什么会出现这种情况？？？

总的来说，就是地址上储存的值被改变了。

6 传值 传引用的效率比较

以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，
函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回，
而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝，
因此用值作为参数或者返回值类型，效率是非常低下的，尤其是当参数或者返回值类型非常大时，效率就更低。
而对于传引用操作相当于返回一个“指针”，
来看比较：

很明显的效率差异。

7 引用与指针的差异

引用和指针区别：
语法：

1. 引用是别名，不开空间，指针是地址，需要开空间存地址
2. 引用必须初始化，指针可以初始化也可以不初始化(最好初始化)
3. 引用不能改变指向，指针可以
4. 引用相对更安全，没有空引用，但是有空指针，容易出现野指针，但是不容易出现野引用
5. sizeof、++、解引用访问等方面的区别
6. 有多级指针，但是没有多级引用
7. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理
8. 引用比指针使用起来相对更安全

底层：
汇编层面上，没有引用，都是指针，引用编译后也转换成指针了

Thanks♪(･ω･)ﾉ谢谢阅读

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