Android NDK开发之旅19--C++--引用

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C++ 引用

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。

C++ 引用 vs 指针

引用很容易与指针混淆,它们之间有三个主要的不同:

  • 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。

C++ 中创建引用

试想变量名称是变量附属在内存位置中的标签,您可以把引用当成是变量附属在内存位置中的第二个标签。因此,您可以通过原始变量名称或引用来访问变量的内容。

示例如下:
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int i;
    int& r = i;
    i = 5;
    cout << "Value of i : " << i << endl;
    cout << "Value of i reference : " << r << endl;
    cout << "Addr of i: " << &i << endl;
    cout << "Addr of r: " << &r << endl;

    int x =6;
    int y = x;
    cout << "Value of x : " << x << endl;
    cout << "Value of y : " << y << endl;
    cout << "Addr of x: " << &x << endl;
    cout << "Addr of y: " << &y << endl;

    system("pause");
    return 0;
}
结果输出:

Value of i : 5
Value of i reference : 5
Addr of i: 00EFFA88
Addr of r: 00EFFA88
Value of x : 6
Value of y : 6
Addr of x: 00EFFA70
Addr of y: 00EFFA64

int& r = i; 和 int r = i; 不同之处是内存的分配,后者会再开辟一个内存空间

注意:引用必须在声明时将其初始化,不能先声明后赋值。

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
  int rats = 10;
  
  //声明引用,旦未初始化
  int &rodents;

  rodents = rats;

  return 0;
}

运行报错: 错误 C2530 “rodents”: 必须初始化引用

C++ 把引用作为参数

引用作为函数参数
C++之所以增加引用类型, 主要是把它作为函数参数,以扩充函数传递数据的功能。
C++ 函数传参:

(1)将变量名作为实参和形参。这时传给形参的是变量的值,传递是单向的。如果在执行函数期间形参的值发生变化,并不传回给实参。因为在调用函数时,形参和实参不是同一个存储单元。// 同 c
(2) 传递变量的指针。形参是指针变量,实参是一个变量的地址,调用函数时,形参(指针变量)指向实参变量单元。这种通过形参指针可以改变实参的值。// 同 c
(3) C++提供了 传递变量的引用。形参是引用变量,和实参是一个变量,调用函数时,形参(引用变量)指向实参变量单元。这种通过形参引用可以改变实参的值。

示例如下:
#include <iostream>
using namespace std;

// 函数声明
void swap(int& x, int& y);

int main()
{
    // 局部变量声明
    int a = 100;
    int b = 200;

    cout << "交换前,a 的值:" << a << endl;
    cout << "交换前,b 的值:" << b << endl;

    /* 调用函数来交换值 */
    swap(a, b);

    cout << "交换后,a 的值:" << a << endl;
    cout << "交换后,b 的值:" << b << endl;

    system("pause");
    return 0;
}

// 函数定义
void swap(int& x, int& y)
{
    int temp;
    temp = x; /* 保存地址 x 的值 */
    x = y;    /* 把 y 赋值给 x */
    y = temp; /* 把 x 赋值给 y  */

    return;
}

结果输出:

交换前,a 的值:100
交换前,b 的值:200
交换后,a 的值:200
交换后,b 的值:100

C++ 把引用作为返回值

通过使用引用来替代指针,会使 C++ 程序更容易阅读和维护。C++ 函数可以返回一个引用,方式与返回一个指针类似。
(1)以引用返回函数值,定义函数时需要在函数名前加 &
(2)用引用返回一个函数值的最大好处是,在内存中不产生被返回值的副本。
当函数返回一个引用时,则返回一个指向返回值的隐式指针。这样,函数就可以放在赋值语句的左边。

示例如下:

#include <iostream>

using namespace std;

double vals[] = { 10.1, 12.6, 33.1, 24.1, 50.0 };

double& setValues(int i) //注意&符号
{
    return vals[i];   // 返回第 i 个元素的引用
}

// 要调用上面定义函数的主函数
int main()
{

    cout << "改变前的值" << endl;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout << "vals[" << i << "] = ";
        cout << vals[i] << endl;
    }

    setValues(1) = 20.23; // 改变第 2 个元素
    setValues(3) = 70.8;  // 改变第 4 个元素

    cout << "改变后的值" << endl;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
    {
        cout << "vals[" << i << "] = ";
        cout << vals[i] << endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}

结果输出:

改变前的值
vals[0] = 10.1
vals[1] = 12.6
vals[2] = 33.1
vals[3] = 24.1
vals[4] = 50
改变后的值
vals[0] = 10.1
vals[1] = 20.23
vals[2] = 33.1
vals[3] = 70.8
vals[4] = 50

当返回一个引用时,要注意被引用的对象不能超出作用域。所以返回一个对局部变量的引用是不合法的,但是,可以返回一个对静态变量的引用。

注意错误使用:
int& func() {
   int q;
   //! return q; // 在编译时发生错误
   static int x;
   return x;     // 安全,x 在函数作用域外依然是有效的
}
引用作为返回值,必须遵守以下规则:
  • 不能返回局部变量的引用。主要原因是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。
  • 不能返回函数内部new分配的内存的引用。虽然不存在局部变量的被动销毁问题,可对于这种情况(返回函数内部new分配内存的引用),又面临其它尴尬局面。例如,被函数返回的引用只是作为一 个临时变量出现,而没有被赋予一个实际的变量,那么这个引用所指向的空间(由new分配)就无法释放,造成memory leak。
  • 可以返回类成员的引用,但最好是const。主要原因是当对象的属性是与某种业务规则(business rule)相关联的时候,其赋值常常与某些其它属性或者对象的状态有关,因此有必要将赋值操作封装在一个业务规则当中。如果其它对象可以获得该属性的非常 量引用(或指针),那么对该属性的单纯赋值就会破坏业务规则的完整性。

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