浅析C++的引用与const指针与各种传递方式

2024-10-16 08:32:26

浅析C++的引用与const指针与各种传递方式

首先我们知道 const int *p 与 int const *p 是一样的，即 *p 是常量；而 int * const p 跟上面是不一样的，即 p 是常量；我们知道引用只是一个别名，与变量共享存储空间，并且必须在定义的时候初始化，而且不能再成为别的变量的别名，这让我们想到什么呢，貌似跟 int * const p 的性质很像。

其实引用的底层就是用const指针来实现的。下面举个小例子：

#include <iostream>
using namespace std;

void swap(int &x, int &y)
{
  int temp = x;
  x = y;
  y = temp;
}

void swap(int *const x, int *const y)
{
  int temp = *x;
  *x = *y;
  *y = temp;
}

int main(void)
{
  int a = 5;
  int b = 6;
  swap(a, b);
  cout << "a=" << a << " b=" << b << endl;
  int c = 7;
  int d = 8;
  swap(&c, &d);
  cout << "c=" << c << " d=" << d << endl;
  return 0;
}

其实两个swap函数达到的效果是一样的（name mangling），而const 引用如 const int & 呢我们也可以类比为 const int * const p 即既不能成为别的变量的引用，也不能通过引用更改变量的值。

引用经常作为函数的参数传递，可以与值传递，以及指针传递做个比较：

值传递：实参初始化形参时要分配空间，将实参内容拷贝到形参

引用传递：实参初始化形参时不分配空间

指针传递：本质是值传递，但如果我们要修改指针本身，那只能使用指针的指针了，即 **，或者指针引用 *&

而且使用指针比较不保险的是很多人会忘记加上const的限制，即很可能接下来的程序中你又把这个指针指向了其他的变量，这样就混乱了。

把引用作为函数返回值时，千万记得不要返回局部变量的引用，举个小例子：


#include <iostream>
using namespace std;

int &add(int a, int b)
{
  int sum;
  sum = a + b;
  return sum;
}

int main(void)
{
  int n = add(3, 4);
  // cout<<"just test"<<endl;
  int &n2 = add(5, 6);
  cout << "n2=" << n2 << endl;
  cout << "n=" << n << endl;
  return 0;
}

在上面的例子中我们返回了局部变量的引用，那么输出结果是什么呢？

n2=11
n=7

好像没错是吧，再试试，我们在最后加一条语句再打印一下 n2

cout<<"n2="<<n2<<endl;
n2=11
n=7
n2=1474313670

奇怪了，为什么这次打印变成这么大的数而我们完全没更改n2的值啊？见到的不一定是真的啊，不要被它欺骗了，这就是返回局部变量的引用的后果。

其实函数返回的是局部变量sum的引用，而 n2 本身又是引用，即引用着原来sum 拥有的那块区域，第一次打印没有出错是因为本来写在sum 区域上的值11 尚未被覆盖，而再运行两条打印语句后再次打印，很可能原来属于sum 的区域变 dirty了，被覆盖了其他不确定的值，每次打印都不会是一个定值。

那 n 呢，对 n 来说即使你最后再打印一下， n 还是等于 7，因为 n 本身是个变量，函数返回时立马保存了sum 所属区域的值，除非你对 n 更改，不然 n 在main 函数堆栈中是不会变化的，直到函数退出，变量释放。大家要比较清晰的是，局部变量在函数栈上释放，但本来区域的值第一时间还是原来的值，但经过程序运行，堆栈内存区域重用，一般就被覆盖了。

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