引用

1 引用概念

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。

比如：李逵，在家称为"铁牛"，江湖上人称"黑旋风

2.格式

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

例：

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

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

3.引用特性

1. 引用在定义时必须初始化
2. 一个变量可以有多个引用
3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

例：

引用实例：

4.常引用

1.const引用
eg1:

const引用在传参引用时的意义：

• 1.可以保护形参返回不会改变实参的值（函数传参如果想减少拷贝而用了引用传参，如果函数中不改变这个参数，最好用const引用传参）
• 2.即可接受变量，也可接受常量。

eg2:

5.使用场景

1、引用作为参数

引用的一个重要作用就是作为函数的参数。以前的C语言中函数参数传递是值传递，如果有大块数据作为参数传递的时候，采用的方案往往是指针，因为 这样可以避免将整块数据全部压栈，可以提高程序的效率。但是现在（C++中）又增加了一种同样有效率的选择（在某些特殊情况下又是必须的选择），就是引 用。
[例]：

void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}
int main()
{int a,b;cin>>a>>b; //输入a,b两变量的值swap(a,b); //直接以变量a和b作为实参调用swap函数cout<<a<< ' ' <<b; //输出结果}

由【例】可看出：

（1）传递引用给函数与传递指针的效果是一样的。这时，被调函数的形参就成为原来主调函数中的实参变量或对象的一个别名来使用，所以在被调函数中对形参变量的操作就是对其相应的目标对象（在主调函数中）的操作。

（2）使用引用传递函数的参数，在内存中并没有产生实参的副本，它是直接对实参操作；而使用一般变量传递函数的参数，当发生函数调用时，需要给 形参分配存储单元，形参变量是实参变量的副本；如果传递的是对象，还将调用拷贝构造函数。因此，当参数传递的数据较大时，用引用比用一般变量传递参数的效 率和所占空间都好。

（3）使用指针作为函数的参数虽然也能达到与使用引用的效果，但是，在被调函数中同样要给形参分配存储单元，且需要重复使用"*指针变量名"的 形式进行运算，这很容易产生错误且程序的阅读性较差；另一方面，在主调函数的调用点处，必须用变量的地址作为实参。而引用更容易使用，更清晰。

2. 引用作为做返回值
下面代码输出什么结果？为什么？

int& Add(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}
int main()
{
int ret = Add(1, 2);
Add(3, 4);
cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;
return 0;
}

对于以上代码，是将c的别名传给了ret，结果确不确定，取决于平台销毁栈帧时，是否清理栈帧空间（由运行结果知;vs下不清理）
那么我们进一步改动实验证明引用返回的危害：

int& Add(int a, int b)
{int c = a + b;return c;
}
int main()
{int &ret = Add(1, 2);Add(3, 4);cout << "Add(1, 2) is :" << ret << endl;return 0;
}

此时相当与ret是c的别名，再次运行：

结果出错。

举个恰当的例子：

因此注意：
如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。

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。

例：

#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };
void TestFunc1(A a){}
void TestFunc2(A& a){}
void TestRefAndValue()
{
A a;
// 以值作为函数参数
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
TestFunc1(a);
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(a);
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;
}

值和引用的作为返回值类型的性能比较:

#include <time.h>
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;
}

通过上述代码的比较，发现传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大

6.引用和指针的区别

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 在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的:

实例：

int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
ra = 20;
int* pa = &a;
*pa = 30;
return 0;
}

我们来看下引用和指针的汇编代码对比：

7.引用和指针的不同点:

• 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，但指针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

– the End –

以上就是我分享的【引用详解】相关内容，感谢阅读！

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2021/11/10
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