C++中传值、传地址和传引用究竟有哪些区别

目录

• 传引用定义
• 传引用与传值的区别
• 传指针（地址）与传引用的区别
• 总结

传引用定义

传值与传地址，相信大家都了如指掌了，在这里先介绍一下什么是引用？

引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟内存空间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。

说白了，引用就是给变量起外号，比如一个人可以有乳名，有学名，有笔名，其实就都是一个人而已。

例：林冲，江湖上人称“豹子头"

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

void TestRef()
{
int a = 10;
int& ra = a;  //<====定义引用类型
printf("%p\n", &a);
printf("%p\n", &ra);
}

可以看出a 和ra地址是一样的，足以证明，引用就是变量本身。

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

意思是：对象用 int 定义的，那么引用必须是 int&

引用特性

1. 引用在定义时必须初始化

#include<iostream>
using namespace std;

void TestRef()
{
	int a = 10;
	int& ra;  // 该条语句编译时会出错
	int& ra = a;
	int& rra = a;
	printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);
}

int main()
{
	TestRef();

	return 0;
}

int ra&; // 不赋初值，会报错

2、一个变量可以有多个引用，一个人可以有多个外号

#include<iostream>
using namespace std;

void TestRef()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;
	int& rra = a;
	printf("%p\n%p\n%p\n", &a, &ra, &rra);
}

int main()
{
	TestRef();

	return 0;
}

3、引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体，意思是，ra是 a 的引用后，就不能再引用别的对象

传引用与传值的区别

1、 传值、传引用返回的比较

传值返回：

#include<iostream>
using namespace std;

int Add(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int ret=Add(1,2);
	cout << "ret:" << ret << endl;
	return 0;
}

注意： 返回时，c会将自己的值，复制给一个临时变量，ret接收的其实是c的拷贝，c在 Add 函数调用结束后，随着栈帧的销毁，而销毁。

c的拷贝变量一般开在，调用c所在函数的函数中，此例就是在main函数中开辟，当返回变量较小时，业可能在寄存器中开辟空间存放返回变量的拷贝

传引用返回：

#include<iostream>
using namespace std;

int& Add(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int& ret=Add(1,2);
	cout << "ret:" << ret << endl;
	return 0;
}

大家猜猜结果是什么呢？

是 3 吗？

结果是随机值，这是为什么呢？

因为返回的是 c 的引用，也就是 c本身，而 c 变量是存储在栈帧中，随着函数的结束，栈帧销毁，c也随着销毁，空间释放，这时就造成非法引用，值为随机值。

那怎么办呢？

不将c放到栈帧中就可以了，将c放到 静态区

#include<iostream>
using namespace std;

int& Add(int a, int b)
{
	static int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int& ret=Add(1,2);
	cout << "ret:" << ret << endl;
	return 0;
}

再来一个有趣的题，下面代码的结果是什么呢？

#include<iostream>
using namespace std;

int& Add(int a,int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int& ret = Add(1, 2);
	Add(5, 7);
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

很多人会以为是 3 吧

结果是 12 ，可是并没有输出 Add(5,7) 。为什么会是12呢

调用Add(1,2)后，将结果返回ret,ret此时是3，栈帧销毁，释放空间，后又调用Add(5,7),重新开辟栈帧，此时开辟的栈帧和上次销毁的是一个地方。ret还指向上一个c的位置，此时c=5+7;

#include<iostream>
using namespace std;

int& Add(int a,int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}

int main()
{
	int& ret = Add(1, 2);
	Add(5, 7);
	printf("你是真狗\n");
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

此时输出是随机值，是因为，又调用了printf函数，占用了释放的空间，ret虽然还指向原来c所在的空间，但是，值已经是随机值了。

2、传值、传引用效率比较

以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回，而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝，因此用值作为参数或者返回值类型，效率是非常低下的，尤其是当参数或者返回值类型非常大时，效率就更低

#include<iostream>
#include<time.h>
using namespace std;

struct A{ int a[10000]; };

void TestFunc1(A a){}

void TestFunc2(A& a){}

void TestRefAndValue()
{
	A aa;
	// 以值作为函数参数
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
		TestFunc1(aa);
	size_t end1 = clock();

	// 以引用作为函数参数
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
		TestFunc2(aa);
	size_t end2 = clock();

	// 分别计算两个函数运行结束后的时间
	cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}

int main()
{
	TestRefAndValue();

	return 0;
}

可以看出传引用的效率，远胜于传值

下面传值返回与传引用返回比较

#include<iostream>
#include<time.h>
using namespace std;

struct A { int a[10000]; };

A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a; }
// 引用返回
A& TestFunc2() { return a; }

void TestReturnByRefOrValue()
{
	// 以值作为函数的返回值类型
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc1();
	size_t end1 = clock();

	// 以引用作为函数的返回值类型
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc2();
	size_t end2 = clock();

	// 计算两个函数运算完成之后的时间
	cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}

int main()
{
	TestReturnByRefOrValue();

	return 0;
}

可以看出传引用返回的效率，远胜于传值

所以，可以 传引用的时候要传引用，效率更高，但要注意，局部变量不可以传引用，出了函数，栈帧销毁，就会越界访问。

传指针（地址）与传引用的区别

在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。

在底层实现上，引用和地址是一样的，在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的。

#include<iostream>
#include<time.h>
using namespace std;

int main()
{
	int a = 10;

	// 在语法上，这里给a这块空间取了一个别名，没有新开空间
	int& ra = a;
	ra = 20;

	// 在语法上，这里定义个pa指针变量，开了4个字节，存储a的地址
	int* pa = &a;
	*pa = 20;

	int b = 10;
	int*& rpa = pa;
	rpa = &b;

	return 0;
}

可以看出，引用和指针在汇编实现上是一样的。那么他们的效率也是一样的。

指针和引用的区别：

1. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求
2. 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体而指针可以在任何时候指向任何，一个同类型实体
3. 没有NULL引用，但有NULL指针
4. 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节)
5. 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
6. 有多级指针，但是没有多级引用
7. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理
8. 引用比指针使用起来相对更安全

总结

到此这篇关于C++中传值、传地址和传引用区别的文章就介绍到这了,更多相关C++传值、传地址和传引用区别内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！