c++之引用/reference

引用的简单用法

int amount = 10;
int &number = amount;
number = 11;  // amount 也会变为11
//等价于 int *p = &amount;  *p = 11;

number 即为 amount的引用,可以认为是amount的别名,引用的本质和指针一样,都是地址,因此一个引用占用4/8个字节。对引用的值进行修改,其实就是对源数据的值进行修改。

引用的特点:

  1. 必须初始化,而且初始化后不可再修改。
  2. 引用可以指向各种基础数据、结构体、类、指针、数组。
  3. 不可以使用 引用的引用(int &&a = d) 、指向引用的指针(int &*p = &ref)、引用数组(int &arrRef[2] = {ref1,ref2})

引用在指针、数组中的用法

//指向指针
int age = 10;
int* p = &age;
int*& refP = p;
*refP = 20;

//指向数组  写法与数组指针有点类似
int arrI[2] = {1,2};
int (*pArr)[2] = &arrI;  //数组指针用法,pArr指向一个长度为2的整形数组。
int (&refArr1)[2] = arrI;  //refArr1用法与arrI用法一致
int second1 = refArr1[1];
//除了类似数组指针方式声明数组引用,还可以采用常引用方式
//因为数组名本质其实就是数组首元素的地址,因此还可以采用如下方式声明数组引用:
int * const &refArr2 =  arrI;
int second2 = refArr2[1];

常引用

上面最后一个例子,引用被const修饰的,就称为常引用,声明为常引用即无法通过引用来修改数据。
一般 const 是放在 & 左边 才有意义,如果在右边则表示指向不可修改,但引用本身指向就没法修改,所以放在右边没有任何意义。
简单用法:

int age = 10;
const int& ref = age;  //ref不可再进行修改

常引用有以下特点:

  1. 常引用可以指向临时数据(常量、表达式、函数返回值)
  2. 常引用作为函数参数的时候,可以接受const引用和非const引用,而且const引用和非const引用可以构成重载。(此规则同样适用于const 指针)
  3. 常引用指向可以指向不同的数据类型,但会产生临时变量,与源数据地址分离。(尽量不要使用此类,容易产生bug)

用代码深刻理解下:

//1. 常引用可以指向临时数据(常量、表达式、函数返回值)
const int& temp = 10;

//2.常引用作为函数参数的时候,可以接受const引用和非const引用
int sum(const int& a, const int& b) {
    return a + b;
}
int a = 1;
const int b = 2;
int r1 = sum(a, b);
int r2 = sum(10, b);
int r2 = sum(10, 20);

//3.常引用指向可以指向不同的数据类型,但会产生临时变量,与源数据地址分离
int age = 10;
const int& ref1 = age;
const long& ref2 = age;
age = 20;
cout << ref1 << endl;  //打印结果为20
cout << ref2 << endl;  //打印结果为10
//产生这种结果的原因是ref2在函数栈上额外开辟了新的变量空间,然后把age的值拷贝过去,就是一个全新的变量,因此修改age后,ref2值还是10。
//而ref1并没有在栈上开辟新的变量,与age所指向的还是同一块内存,因此age改变后,ref1也会改变。

引用的应用

引用的本质其实是弱化的指针,可以认为是不能改变指向的指针,但是用法比指针简单,直接作为对象来用。

应用最多的场景是函数参数传递的时候,函数参数传递的时候会进行值拷贝,如果参数对象过大,会造成不必要的内存开销,如果采用引用传递,则直接传递的是本对象的地址,不会额外进行值拷贝

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