【C++】引用

开始之前，值得说的就是：对于引用，实际上，存在着非常多的细节，我们要有耐心去理解。

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1.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。

对于引用的概念还是比较好理解的。引用的基本用法：

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

我们不妨来举个例子：

如何去应用我们的引用呢？我们以从开始就接触到的Swap（）函数为例子，之前我们都是用指针去进行实现，现在我们可以用引用来实现：

交换的时候更加的方便，不需要进行解引用。

另外，有了引用，我们就可以对之前链表实现用到的二级指针进行改写了，使之看起来更加简便，我们只需要typedef一个指针，在对其进行引用即可：

我们可以发现，引用可以简化一些代码的实现，对于刚开始引用的概念我们就先说到这里，接着往后面走下去👇

2.引用特性

• 引用在定义时必须初始化
• 一个变量可以有多个引用
• 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

我们来看第一个引用的特性，引用在定义时必须要初始化，如果没有初始化，我们来演示一下：

引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体 ,只是改变值而已，我们可以来举个例子，调试起来看一看：

我们可以看到，rra的地址还是a的地址，只是值变成了b值而已。

对于引用的特性而言，我们还是能够很好去理解的。

对于C++指针和引用而言，是相辅相成的。

下面，我们来看看引用的使用场景

3.使用场景

• 做参数

• 做返回值

那如果没有static进行修饰呢？会出现什么问题❓

有static是把变量放在了静态区，出了函数不会销毁。而没有static的时候，空间销毁了。

空间销毁意味着什么❓

首先，空间销毁后空间还是在的，只是使用权不是我们的了，我们存的数据不再被保护。

我们可以去进行访问，只是读写的数据是不确定的。

我们在来看另一个代码：

我们可以发现，在第三行中出现了随机值。为什么会出现❓

第三行出现随机值的原因是因为cout也是一个函数，会进行函数调用。因为第一次cout调用取参数ret没被改还是1，后面cout调用的时候被覆盖了，所以成为了随机值。第三次调用Func()，使之成为了100。

实际上，我们上面都是在讨论一个不太合适的程序，函数返回值是引用，语法上没有报错，但是运行结果却是不确定的。

所以，在这里，我们需要注意到一个点：

注意：如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回

也就是说，出了函数作用域，返回变量不存在了，不能用引用返回，因为引用返回的结果是未定义的。如果出了函数作用域，返回变量存在，才能用引用返回。

所以，下面才是正确的（这里的差别在于static的修饰）：

到了这里，问题就来了，对于值、引用作为返回值类型究竟有什么区别呢❓

该怎么去选择呢👇

4.值和引用作为返回值类型

对于传引用做返回值类型：

• 减少拷贝，提高效率
• 修改返回值
• 引用做参数

我们可以来测试一下效率究竟是如何的：

我们可以明显看到，引用的效率确实是提高了。

除此之外，引用也可以作为参数，也可以修改返回值。

5.传值、传引用做参数

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 。

而对于引用做参数而言：

• 减少拷贝，提高效率
• 输出型参数，改变形参，实参也改变了

下面我们来测试一下第一点效率有什么区别：

通过上述代码的比较，发现传值和引用在作为传参以及返回值类型上效率相差很大

我们在来看看第二个点：输出型参数，改变形参，实参也改变了

看到这里，问题又又又来了：这两个Swap构不构成重载❓

下面，我们来试一试就知道了。实际上，不管构不构成，调用时都会产生歧义

6.常引用

这里用const修饰的变量，不能直接去进行引用，在指针和引用赋值中，权限可以缩小，但是不能放大。这里的权限缩小指的是原来可读可写后变成只是可读。

关于常引用的用处：

一般用引用做参数时都是用const修饰引用。如果没有加const修饰会出现什么情况，我们不妨来看一看：

如果没有const修饰引用做参数，可能会遇到一些有const修饰的变量做参数传过去，导致权限放大了，会报错。加上const修饰就不会了(使权限缩小或者不变)：

这是const修饰引用的优点所在。当然，如果需要对传过来的参数需要进行修改的话，那就不需要用const修饰。而本身变量带有const修饰的话，我们根本就不需要取进行修改。

好的，到了这里，我们对于常引用有了一定的了解，接着往下走👇

除此之外，我们知道，在类型转化的时候会产生一个临时变量，而这个临时变量具有常性，所以引用的时候一定要记得加上const，我们来举个例子你就明白什么意思了：

对于函数的调用也是同理，我们来看一看：

返回的是n的临时拷贝，具有常性，我们可以用const修饰来接收即可。

至此，我们解决了大部分的问题 。

7.引用和指针的区别

在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间

在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的

怎么去理解这句话，我们可以去扒拉一下引用和指针的反汇编代码对比（ra是指针变量）：

我们可以看到的是:引用是按照指针方式来实现

到这里，通过上面对引用的介绍，我们可以与指针做一个对比。

引用和指针的不同点 :

• 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
• 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体
• 没有NULL引用，但有NULL指针
• 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占****4个字节)
• 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
• 有多级指针，但是没有多级引用
• 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
• 引用比指针使用起来相对更安全 ，因为没有NULL引用。

总结

到了这里,对于引用的基本知识我们算是具体说完了。说多不多，说少也不少，其中的知识还是值得我们去学习的，这次就先到这里结束了🌹