【C++】引用详解：引用的用法，注意事项，本质

引用

1.1 引用的基本使用

作用： 给变量起别名

语法： 数据类型 &别名 = 原名

示例代码

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	//引用基本语法
	//数据类型 &别名 = 原名

	int a = 10;
	//创建引用
	int& b = a;

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	b = 100;

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

a = 10
b = 10
a = 100
b = 100

1.2 引用注意事项

• 引用必须初始化

• 引用在初始化后，不可以改变

示例代码

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int a = 10;
	//1、引用必须初始化
	//int &b; //错误，必须要初始化

	int& b = a;

	//2、引用在初始化后，不可以改变
	int c = 20;
	b = c;  //赋值操作，而不是更改引用

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << a << endl;
	cout << "c = " << a << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

a = 20
b = 20
c = 20

1.3 引用做函数参数

作用： 函数传参时，可以利用引用的技术让形参修饰实参。

优点： 可以简化指针修改实参。

示例代码

#include<iostream>
using namespace std;

//交换函数

//1、值传递
void mySwap01(int a, int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;

	//cout << "swap01 a = " << a << endl;
	//cout << "swap01 b = " << b << endl;
}

//2、地址传递
void mySwap02(int* a, int* b)
{
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}

//3、引用传递
void mySwap03(int& a, int& b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	//mySwap01(a, b); //值传递，形参不会修饰实参
	//mySwap02(&a, &b); //值传递，形参不会修饰实参
	mySwap03(a, b);//引用传递，形参会修饰实参

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

a = 20
b = 10

1.4 引用做函数返回值

作用：引用是可以作为函数的返回值存在的。

注意：不要返回局部变量引用。

用法：函数调用作为左值。

示例代码

#include<iostream>
using namespace std;

//引用做函数的返回值
//1、不要返回局部变量的引用
int& test01()
{
	int a = 10; //局部变量存放在内存四区中 的栈区
	return a;
}

//2、函数的调用可以作为左值
int& test02()
{
	static int a = 10; //静态变量，存放在全局区，全局区上的数据在程序结束后系统释放
	return a;
}

int main()
{
	//int& ref = test01();

	//cout << "ref = " << ref << endl;//第一次结果正确，是因为编译器做了保留
	//cout << "ref = " << ref << endl;//第一次结果错误，因为a的内存已经释放

	int& ref2 = test02();
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;

	test02() = 1000; //如果函数的返回值是引用，那么这个函数调用可以作为左值 
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

ref2 = 10
ref2 = 1000

1.5 引用的本质

本质：引用的本质在c++内部实现是一个指针常量.

示例代码

//发现是引用，转换为 int* const ref = &a;
void func(int& ref){
	ref = 100; // ref是引用，转换为*ref = 100
}
int main(){
	int a = 10;
    
    //自动转换为 int* const ref = &a; 指针常量是指针指向不可改，也说明为什么引用不可更改
	int& ref = a; 
	ref = 20; //内部发现ref是引用，自动帮我们转换为: *ref = 20;
    
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "ref:" << ref << endl;
    
	func(a);
	return 0;
}

结论：C++推荐用引用技术，因为语法方便，引用本质是指针常量，但是所有的指针操作编译器都帮我们做了。

1.6 常量引用

**作用：**常量引用主要用来修饰形参，防止误操作

在函数形参列表中，可以加const修饰形参，防止形参改变实参

示例代码

#include<iostream>
using namespace std;

//常量引用
//使用场景：用来修饰形参，防止误操作

//打印数据函数
void showValue(const int &val)
{
	cout << "val = " << val << endl;
}
int main()
{
	//int& ref = 10;  引用本身需要一个合法的内存空间，因此这行错误
	//加入const就可以了，编译器优化代码，int temp = 10; const int& ref = temp;
	const int& ref = 10;

	//ref = 100;  //加入const后不可以修改变量
	cout << "ref = " << ref << endl;

	int a = 100;
	showValue(a);

	system("pause");
	return 0;
}

运行结果

ref = 10
val = 100