- 在C++中新增加了引用的概念
- 引用可以看做是一個已定義變量的別名
- 引用的語法： Type& name = var;
int a = 4;
int& b = a; //b為a的別名
b = 5; //操作b就是操作a
tip:普通引用在定義時必須用同類型的變量進(jìn)行初始化星爪。
引用的意義
- 引用作為變量別名而存在牙寞，因為在一些場合可以代替指針
- 引用相對于指針來說具有更好的可讀性和實(shí)用性
舉個栗子：
swap函數(shù)的實(shí)現(xiàn)對比：
void swap(int& a, int& b)
{
int t = a;
a = b;
b = t;
}
void swap(int* a, int* b)
{
int t = *a;
*a = *b;
*b = t;
}
特殊的引用
- const引用
- 在c++中可以聲明const引用
- const Type& name = var;
- const 引用讓變量擁有只讀屬性
int a = 4;
const int& b = a;
int* p = (int*) &b;
b = 5; //error, 只讀變量
*p = 5; // OK,修改變量a的值
- 當(dāng)時會用常量對const引用進(jìn)行初始化時，c++編譯器會為常量值分配空間，并將引用名作為這段空間的別名
const int& b = 1; //ok
int* p = (int*) &b;
b = 5; // error俱尼， 只讀變量
*p = 5; // ok, 修改變量a 的值
使用常量對const引用初始化后將生成一個只讀變量薄榛！
舉個栗子：
#include <stdio.h>
void Example()
{
printf("Example:\n");
int a = 4;
const int& b = a;
int* p = (int*)&b;
//b = 5;
*p = 5;
printf("a = %d\n", a);
printf("b = %d\n", b);
}
void Demo()
{
printf("Demo:\n");
const int& c = 1;
int* p = (int*)&c;
//c = 5;
*p = 5;
printf("c = %d\n", c);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Example();
printf("\n");
Demo();
return 0;
}
上述代碼運(yùn)行效果如下：
Example:
a = 5
b = 5
Demo:
c = 5
在Example函數(shù)中， b=5 是運(yùn)行不通過的窘俺，因為它使用const修飾了 引用 b饲帅，擁有只讀屬性后不能更改复凳。但是使用指針指向的時候，可以直接在運(yùn)行期把它的值替換掉灶泵。
在Demo函數(shù)中育八，同樣 c=5 是運(yùn)行不通過的，因為它使用常量賦值赦邻，所以變成一個只讀變量髓棋，不能直接修改，只能通過指針指向的時候在運(yùn)行期修改惶洲。
引用的本質(zhì)
首先上一段代碼：
#include <stdio.h>
struct TRef
{
char& r;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
char c = 'c';
char& rc = c;
TRef ref = { c };
printf("sizeof(char&) = %d\n", sizeof(char&));
printf("sizeof(rc) = %d\n", sizeof(rc));
printf("sizeof(TRef) = %d\n", sizeof(TRef));
printf("sizeof(ref.r) = %d\n", sizeof(ref.r));
return 0;
}
上述代碼運(yùn)行輸出為：
sizeof(char&) = 1
sizeof(rc) = 1
sizeof(TRef) = 8
sizeof(ref.r) = 1
首先看第一個 sizeof(char&) 按声，因為char & 是一個char類型的變量，所以內(nèi)存大小為1恬吕； sizeof(rc) 同理签则，也是1； sizeof(ref.r) 中ref.r和剛才的兩個同理铐料，所以也是1渐裂；最后就說到 sizeof(TRef) 因為TRef里就包含了一個引用，所以輸出8（32位系統(tǒng)下輸出4）余赢，那就說明引用占8字節(jié)芯义。
開始正題！
- 引用在c++中的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)是一個指針常量
- Type& name; <==> Type* const name;
- c++編譯器在編譯過程中用指針常量作為引用的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)妻柒，因此引用所占用的空間大小與指針相同
- 從使用的角度扛拨，引用只是一個別名， c++為了實(shí)用性而隱藏了引用的儲存空間這一細(xì)節(jié)举塔。
這里注意下：
int * const a 因為const 修飾的是a绑警，a是一個指針，所以修飾后a為指針常量央渣；
const int * a 因為const 修飾的是一個int類型的變量计盒，所以修飾后a為常量指針
再舉個栗子：
#include <stdio.h>
struct TRef
{
char* before;
char& ref;
char* after;
};
int main(int argc, char* argv[])
{
char a = 'a';
char& b = a;
char c = 'c';
TRef r = {&a, b, &c};
printf("sizeof(r) = %d\n", sizeof(r));
printf("sizeof(r.before) = %d\n", sizeof(r.before));
printf("sizeof(r.after) = %d\n", sizeof(r.after));
printf("&r.before = %p\n", &r.before);
printf("&r.after = %p\n", &r.after);
return 0;
}
運(yùn)行結(jié)果為：
sizeof(r) = 24
sizeof(r.before) = 8
sizeof(r.after) = 8
&r.before = 0x7fff57b75b00
&r.after = 0x7fff57b75b10
從結(jié)果就可以看出 char & 和指針一樣，占用8個字節(jié)（32位系統(tǒng)下占4個字節(jié)）芽丹。
引用的意義
- c++中的引用旨在大多數(shù)的情況下代替指針
- 功能性： 可以滿足多數(shù)需要使用指針的場合
- 安全性：可以避開由于指針操作不當(dāng)而帶來的內(nèi)存錯誤
- 操作性：簡單易用北启，又不失功能強(qiáng)大
依然舉栗子：
#include <stdio.h>
int& demo()
{
int d = 0;
printf("demo: d = %d\n", d);
return d;
}
int& func()
{
static int s = 0;
printf("func: s = %d\n", s);
return s;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
int& rd = demo();
int& rs = func();
printf("\n");
printf("main: rd = %d\n", rd);
printf("main: rs = %d\n", rs);
printf("\n");
rd = 10;
rs = 11;
demo();
func();
printf("\n");
printf("main: rd = %d\n", rd);
printf("main: rs = %d\n", rs);
printf("\n");
return 0;
}
編譯時報了一個警告：
warning: reference to stack memory associated with local variable
'd' returned [-Wreturn-stack-address]
return d;
^
1 warning generated.
意思是說不能返回一個局部變量的引用。
輸出結(jié)果為：
demo: d = 0
func: s = 0
main: rd = 0
main: rs = 0
demo: d = 0
func: s = 11
main: rd = 0
main: rs = 11
因為demo函數(shù)返回了一個局部變量的引用拔第，相當(dāng)于是一個野指針咕村，所以直接輸出0.之后對它的所有操作都無效，都為0蚊俺； func函數(shù)中使用static修飾后懈涛，變?yōu)槿肿兞浚钥梢苑祷厮囊糜锯趍ain函數(shù)中對引用的所有操作就都有效批钠。
小結(jié)
- 引用作為變量別名而存在旨在代替指針
- const引用可以使得變量具有只讀屬性
- 引用在編譯器內(nèi)部使用指針常量實(shí)現(xiàn)
- 引用的最終本質(zhì)為指針
- 引用可以盡可能的避開內(nèi)存錯誤
