C++引用的详细解释

目录

• 一、C++ 引用
• 1.规则
• 2.应用
• 3.引用提高
• 1.可以定义指针的引用，但不能定义引用的引用。
• 2.可以定义指针的指针，不能定义引用的指针。
• 3.可以定义指针数组，但不能定义引用数组，可以定义数组引用。
• 4.常引用
• 4.常引用原理
• 5.const的好处
• 6.引用的本质浅析
• 总结

一、C++ 引用

变量名，本身是一段内存的引用,即别名(alias)。此处引入的引用，是为己有变量起一个别名。

声明如下

int main()
{
	int a;
	int &b = a;
}

1.规则

1.引用没有定义，是一种关系型声明。声明它和原有某一变量的关系。类型与原有类型保持一致，且不分配内存。与被引用的变量有相同的地址。

2.声明的时候必须初始化，一经声明，不可变更。

3.可对引用，再次引用。多次引用的结果，是某一个变量具有多个别名。

4.&符号前面有数据类型时，是引用。其他均为取地址。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int a,b;
	int &r = a;
	int &r = b; //错误，不可更改原有的引用关系
	float &rr = b; //错误，引用类型不匹配
	cout<<&a<<&r<<endl; //变量与引用具有相同的地址。
	int &ra = r; //可对引用更次引用，表示 a 变量有两个别名，分别是 r 和 ra
}

2.应用

1.值作函数参数

void swap(int a, int b); //无法实现两数据的交换
void swap(int *p, int *q); //开辟了两个指针空间实现交换

2.引用作函数参数

#include <iostream>
using namespace std;
void swap(int &a, int &b){
	int tmp;
	tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}
int main(){
	int a = 3,b = 5;
	cout<<"a = "<<a<<"b = "<<b<<endl;
	swap(a,b);
	cout<<"a = "<<a<<"b = "<<b<<endl;
	return 0;
}

c++中引入引用后，可以用引用解决的问题。避免用指针来解决。

3.引用提高

引用的本质是指针，C++对裸露的内存地址(指针)作了一次包装。又取得指针的优良特性。所以再对引用取地址，建立引用的指针没有意义

1.可以定义指针的引用，但不能定义引用的引用。

int a;
int* p = &a;
int*& rp = p; // ok
int& r = a;
int&& rr = r;//error

例子：

#include <iostream>
using namespace std;
void swap(char *pa,char *pb)
{
	char *t;
	t=pa;
	pa=pb;
	pb=t;
}
void swap2(char **pa,char **pb)
{
	char *t;
	t=*pa;
	*pa=*pb;
	*pb=t;
}
void swap3(char *&pa,char *&pb)//指针的引用
{
	char *t;
	t=pa;
	pa=pb;
	pb=t;
}
int main()
{
	char *pa="china";
	char *pb="america";
	cout<<"pa"<<pa<<endl;
	cout<<"pb"<<pb<<endl;
	//swap(pa,pb);
	//swap2(&pa,&pb);
	swap3(pa,pb);
	cout<<"pa"<<pa<<endl;
	cout<<"pb"<<pb<<endl;
	return 0;
}

2.可以定义指针的指针，不能定义引用的指针。

int a;
int* p = &a;
int** pp = &p; // ok
int& r = a;
int&* pr = &r; // error

3.可以定义指针数组，但不能定义引用数组，可以定义数组引用。

int a, b, c;
int* parr[] = {&a, &b, &c}; // ok
int& rarr[] = {a, b, c}; // error
int arr[] = {1, 2, 3};
int (&rarr)[3] = arr; // ok

4.常引用

const 引用有较多使用。它可以防止对象的值被随意修改。因而具有一些特性。

(1)const 对象的引用必须是 const 的，将普通引用绑定到 const 对象是不合法的。

这个原因比较简单。既然对象是 const 的，表示不能被修改，引用当然也不能修改，必须使用 const 引用。实际上，const int a=1; int &b=a;这种写法是不合法的，编译不过。

(2)const 引用可使用相关类型的对象(常量,非同类型的变量或表达式)初始化。

这个是const 引用与普通引用最大的区别。const int &a=2;是合法的。double x=3.14; const int&b=x;也是合法的。

4.常引用原理

const 引用的目的是，禁止通过修改引用值来改变被引用的对象。const 引用的初始化特性较为微妙，可通过如下代码说明

double val = 3.14;
const int &ref = val; // int const & int & const ??
double & ref2 = val;
cout<<ref<<" "<<ref2<<endl;
val = 4.14;
cout<<ref<<" "<<ref2<<endl;

上述输出结果为 3 3.14 和 3 4.14。因为 ref 是 const 的，在初始化的过程中已经给定值，不允许修改。而被引用的对象是 val，是非 const 的，所以 val 的修改并未影响 ref 的值，而 ref2 的值发生了相应的改变。

那么，为什么非 const 的引用不能使用相关类型初始化呢？实际上，const 引用使用相关类型对象初始化时发生了如下过程：

int temp = val;
const int &ref = temp;

如果 ref 不是 const 的，那么改变 ref 值，修改的是 temp，而不是 val。期望对 ref 的赋值会修改 val 的程序员会发现 val 实际并未修改。

int i=5;
const int & ref = i+5;
//此时产生了与表达式等值的无名的临时变量，
//此时的引用是对无名的临时变量的引用。故不能更改。
cout<<ref<<endl;

5.const的好处

1，使用 const 可以避免无意修改数据的编程错误。

2，使用 const 可以处理 const 和非 const 实参。否则将只能接受非 const 数据。

3，使用 const 引用，可使函数能够正确的生成并使用临时变量（如果实参与引用参数不匹配，就会生成临时变量）

6.引用的本质浅析

1.大小与不可再引用

struct TypeP
{
	char *p;
};
struct TypeC
{
	char c;
};
struct TypeR
{
	char& r; //把引用单列出来，不与具体的对象发生关系
};
int main()
{
	printf("%d %d %d\n",sizeof(TypeP),sizeof(TypeC),sizeof(TypeR));
	return 0;
}

结论：引用的本质是，是对常指针 type * const p 的再次包装。

1、const int *pi                                   指向常量的指针。
2、int * const pi                                  指针本身是一个常量，称为“指针常量”、“常指针”。
3、const int * const pi                       指向常量的指针常量。

总结

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