C++----引用_c++函数引用

1. 引用的概念

引用C++语言中引入的概念，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，它和引用的变量共用同一块内存空间。 就像一个人既有正名，也会有小名或者外号~

//引用的写法 引用变量类型& 引用变量名 = 引用实体
 
int main
{
    int a = 0;
    int& b = a;//b为a的引用
    return 0;
}
//引用的类型必须和引用的实体相同

 a，b共用一块内存。

2. 引用的特点

2.1 引用在定义时必须初始化

int main
{
    int a = 10;
 
    //int& b; 编译不通过
    int& b = a;
}

2.2 一个变量可以有多个引用

int main
{
    int a = 10;
    int& b = a;
    int& c = a;
    int& d = c;
}
// b、c、d都是a的引用

2.3 引用只能引用一个实体，引用后不能再引用其他实体

int main
{
    int a = 10;
    int& b = a;
 
    int c = 5;
    //b = c 编译不通过
}

3. 常引用

常引用就是在定义引用变量时，在前面加上一个const，和C语言中的const作用一样，将变量可读可写的权限变成只能可读的权限。相当于是权利缩小。

int main
{
 
    //引用的权利可以和实体相同，或者是缩小，但是不能放大。
    const int a = 10;
    //int& b = a;     实体权力为只读，引用权力放大，所以不正确；
    const int& b = a;
    
    //int& c = 10;    引用可以直接引用整数，但是整数具有常属性，所以权力应该是只读的。
    const int& c = 10;
 
    double d = 2.2;
    //int& e = d;    低精度类型引用实体时，会发生截断，在给e赋值时，中间会产生临时变量，d先赋值给                
    //               临时变量,再给到e，而临时变量具有常属性，所以引用要用const修饰。
    const int& e = d;
}

可以验证一下上面的第三个例子，e并不是d的引用： 

 在vs2019下，可以看到d和e的地址并不相同，就说明d和e并不使用同一块内存，所以d不是e的引用，间接证明，e赋值给d的时候是产生了临时变量，引用了临时变量。

常引用在函数传参时有时会起到一些作用，要注意引用的权限。 

4. 使用场景

4.1 引用做函数参数

交换数值在C语言中是用指针写的，用起来比较麻烦，在C++中可以用引用传参：

//用指针写的交换数值函数，用解引用，比较麻烦
 
void swap(int *a, int *b)
{
    int tmp = *a;
    *a = *b;
    *b = tmp;
}
 
 
//用引用写的交换数值函数
//引用是实体的别名，所以直接交换两个引用，就是交换两个实体，方便容易理解
 
void swap(int& x, int& y)
{
    int tmp = x;
    x = y;
    y = tmp;
}

4.2 引用做函数返回值

4.2.1

 引用做函数返回值就是返回n的别名，不会产生新的临时变量。因为n由static修饰，所以n被储存在静态区，就算Count()函数执行完毕，n也不会被销毁。所以ret可以引用n的值。

如果不小心没加static，第一次打印ret也是可以打印出的，但是第二次打印就不能打印出1了。要解释这种现象就要从函数栈帧的角度看待这个问题。1.首先在第一次调用Count()函数时，n为1，这没问题，返回n的别名m(姑且称为m)，但是问题是n是局部变量了，Count()函数调用完后n，m会随着它的栈帧一起销毁，为什么ret还能引用m呢？2. 因为函数栈帧只是通常意义上的“销毁”，里面的数据并没有马上销毁，它们仍然存在，只是操作系统不允许再访问了。而ret引用m，访问m是非法访问的！但是是可以访问的，（不允许但是可以，就像上中学时不允许学生谈恋爱，但是仍然有谈恋爱的。。）3. 输出函数也要调用函数栈帧，但是要先传参数，1先被传到了cout函数中，所以能被打印出来，但是这时Count（）函数之前的栈帧已经被cout函数调用的栈帧覆盖了，原来n的位置也被覆盖了，所以在第二次调用cout时，ret不再是1了而是随机值！

 4.2.2

这个道理和上面的一样，第一次调用Add得到3，但由于栈帧内的数据仍然存在，所以ret能访问到c，ret引用c的引用d。第二次调用，函数栈帧仍然在原来的地方，不过c变成了11，所以引用d也是11，ret仍然是那一块内存，所以也是11。 

和4.21.相同，第一次可以打印出11，第二次由于刚刚调用了cout，所以属于c的那一块内存被覆盖了，c变成了随机值，因此打印出随机值。 

 为什么在这里可以打印出3，那是因为static修饰c只能被初始化一次！所以后面不管调用多少次答案都会是3。

 如果将c=a+b的代数式和定义c的语句分隔开，那么之后的每次每次都会执行a+b了。

由以上的例子可知： 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。

4.3 传值传引用，返回值返回引用的效率比较

5. 引用和指针的区别

• 在语法层面来讲引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间；
• 在底层实现方面来讲，引用是有空间的，并且实现方式和指针相同。

汇编语言： 

 虽然牌名不一样，但都是一个厂家生产的~

引用和指针的一些不同之处：

  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 )

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