关于"引用"的几点说明介绍

一、引用的基本知识

引用就是某一变量(目标)的一个别名,对引用的操作与对变量直接操作完全一样。引用的声明方法:类型标识符 &引用名=目标变量名; 说明:

(1)&在此不是求地址运算,而是起标识作用。

(2)类型标识符是指目标变量的类型。

(3)声明引用时,必须同时对其进行初始化。

(4)引用声明完毕后,相当于目标变量名有两个名称,即该目标原名称和引用名,且不能再把该引用名作为其他变量名的别名。

int a,&ra=a;a为目标原名称,ra为目标引用名。给ra赋值:ra=1; 等价于 a=1;

(5)声明一个引用,不是新定义了一个变量,它只表示该引用名是目标变量名的一个别名,它本身不是一种数据类型,因此引用本身不占存储单元,系统也不给引用分配存储单元。故:对引用求地址,就是对目标变量求地址。&ra与a相等。

(6)不能建立数组的引用。因为数组是一个由若干个元素所组成的集合,所以无法建立一个数组的别名。

例如: Point pt1(10,10);

Point &pt2=pt1; 定义了pt2为pt1的引用。通过这样的定义,pt1和pt2表示同一对象。

需要特别强调的是引用并不产生对象的副本,仅仅是对象的同义词。因此,当下面的语句执行后:

pt1.offset(12,12);

pt1和pt2都具有(12,12)的值。

引用必须在定义时马上被初始化,因为它必须是某个东西的同义词。你不能先定义一个引用后才

初始化它。例如下面语句是非法的:
Point &pt3;
pt3=pt1;

那么既然引用只是某个东西的同义词,它有什么用途呢?

下面讨论引用的两个主要用途:作为函数参数以及从函数中返回左值。

二、引用作为函数参数

1、传递可变参数

传统的c中,函数在调用时参数是通过值来传递的,这就是说函数的参数不具备返回值的能力。

所以在传统的c中,如果需要函数的参数具有返回值的能力,往往是通过指针来实现的。比如,实现

两整数变量值交换的c程序如下:


代码如下:

void swapint(int *a,int *b)

{

int temp;

temp=*a;

*a=*b;

*b=temp;

}

使用引用机制后,以上程序的c++版本为:


代码如下:

void swapint(int &a,int &b)

{

int temp;

temp=a;

a=b;

b=temp;

}

调用该函数的c++方法为:swapint(x,y); c++自动把x,y的地址作为参数传递给swapint函数。

2、给函数传递大型对象
当大型对象被传递给函数时,使用引用参数可使参数传递效率得到提高,因为引用并不产生对象的

副本,也就是参数传递时,对象无须复制。下面的例子定义了一个有限整数集合的类:


代码如下:

const maxCard=100;

Class Set

{

int elems[maxCard]; // 集和中的元素,maxCard 表示集合中元素个数的最大值。

int card; // 集合中元素的个数。

public:

Set () {card=0;} //构造函数

friend Set operator * (Set ,Set ) ; //重载运算符号*,用于计算集合的交集 用对象作为传值参数

// friend Set operator * (Set & ,Set & ) 重载运算符号*,用于计算集合的交集用对象的引用作为传值参数

...

}

先考虑集合交集的实现


代码如下:

Set operator *( Set Set1,Set Set2)

{

Set res;

for(int i=0;i<Set1.card;++i)

for(int j=0;j>Set2.card;++j)

if(Set1.elems==Set2.elems[j])

{

res.elems[res.card++]=Set1.elems;

break;

}

return res;

}

由于重载运算符不能对指针单独操作,我们必须把运算数声明为 Set 类型而不是 Set * 。

每次使用*做交集运算时,整个集合都被复制,这样效率很低。我们可以用引用来避免这种情况。


代码如下:

Set operator *( Set &Set1,Set &Set2)

{

Set res;

for(int i=0;i<Set1.card;++i)

{

for(int j=0;j>Set2.card;++j)

if(Set1.elems==Set2.elems[j])

{

res.elems[res.card++]=Set1.elems;

break;

}

}

return res;

}

三、引用作为返回值
如果一个函数返回了引用,那么该函数的调用也可以被赋值。这里有一函数,它拥有两个引用参数并返回一个双精度数的引用:


代码如下:

double &max(double &d1,double &d2)

{

return d1>d2?d1:d2;

}

由于max()函数返回一个对双精度数的引用,那么我们就可以用max() 来对其中较大的双精度数加1:

max(x,y)+=1.0;

四、常引用
常引用声明方式:const 类型标识符&引用名=目标变量名;

用这种方式声明的引用,不能通过引用对目标变量的值进行修改,从而使引用的目标成为const,达到了引用的安全性。

【例】:

int a ;

const int &ra=a;

ra=1; //错误

a=1; //正确

这不光是让代码更健壮,也有些其它方面的需要。

【例】:假设有如下函数声明:

string foo( );

void bar(string & s);

那么下面的表达式将是非法的:

bar(foo( ));

bar("hello world");

原因在于foo( )和"hello world"串都会产生一个临时对象,而在C++中,这些临时对象都是const类型的。因此上面的表达式就是试图将一个const类型的对象转换为非const类型,这是非法的。

引用型参数应该在能被定义为const的情况下,尽量定义为const 。

五、引用和多态

引用是除指针外另一个可以产生多态效果的手段。这意味着,一个基类的引用可以指向它的派生类实例。

【例】:

class A;

class B:public A{……};

B b;

A &Ref = b; // 用派生类对象初始化基类对象的引用

Ref 只能用来访问派生类对象中从基类继承下来的成员,是基类引用指向派生类。如果A类中定义有虚函数,并且在B类中重写了这个虚函数,就可以通过Ref产生多态效果。

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