文章目录
- 引用的概念
- 引用的语法使用
- 引用的特性
-
- 引用在定义时必须要初始化
- 一个变量可以有多个引用
- 引用一旦引用一个实体，就不能再引用其他的实体
- 常引用
- 引用的使用场景
-
- 引用做参数
- 引用做返回值
- 传引用的效率问题
- 总结
-
- 引用的**作用**主要体现在**传参**和**传返回值**
- 指针和引用的不同点
引用的概念
引用不是去定义一个新的变量，而是给已经存在的变量取一个别名
语法层面上，编译器不会为引用变量开辟空间，一个变量和它的引用变量共用同一块内存空间。
引用的语法使用
在代码中，他是这样用的：类型& + 引用变量名（对象名） = 引用的实体
//引用
int main()
{
int a = 10;
int& b = a;
return 0;
}
我们要注意，引用在语法层面上只是变量的一个别名，并没有开辟空间
上面的代码中，b 就是a 的别名，改变其中的一个，另一个也会跟着改变
引用的特性
引用在定义时必须要初始化
//引用必须初始化
int main()
{
//int& a;//不行
int b = 10;
int& a = b;
int* p1;//指针可以不初始化
return 0;
}
所以，在C++的语法中，可以有空指针，但是不可以有空引用。
一个变量可以有多个引用
//变量的多个引用
int main()
{
int a = 10;
int& b = a;
int& c = a;
int& d = b;//这样是允许的，此时，b,c,d都是变量a的别名
return 0;
}
这就类似于人是可以有多个名字和代号的
引用一旦引用一个实体，就不能再引用其他的实体
这里和指针就有区别了，指针变量指向一块空间之后，是可以修改的，还可以让它指向其他的空间。
常引用
//常引用
int main()
{
//这种情况是不可以的，把权限给放大了
const int a = 1;
int& b = a;
//权限不变是可以的
const int ret = 2;
const int& tmp = ret;
//权限缩小也是可以的
int sum = 3;
const int& div = sum;
return 0;
}
这里所说的权限是指读和写的权限
引用的使用场景
引用做参数
引用在做参数是可以让我们更清晰地理解代码
就比如说一个最简单的交换两个数的值的函数，传值调用的话只是传过去一份拷贝的值
以前我们写这个函数都要传指针过去，现在有了引用，参数就是实参的别名
相当于直接对实参进行操作，逻辑更加简洁明了。
引用做返回值
先前大多函数都是使用传值返回，比如下面的这个简单的加法函数
//传值返回
int Add(int x,int y)
{
int tmp = x + y;
return tmp;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
int ret = Add(a,b);
cout << ret << endl;
return 0;
}
调用Add函数返回值的时候，不是直接把tmp返回
通过调试观察汇编代码可以知道，调用函数之后
函数的栈帧会把计算出来的结果存到一个寄存器中，这个寄存器是保存在main函数的栈帧里的
调用结束后再把寄存器的值赋给ret。
分析一下传引用返回需要注意的问题
//传引用返回
int& Add(int x, int y)
{
int tmp = x + y;
return tmp;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
int ret = Add(a, b);
cout << ret << endl;
return 0;
}
引用返回的意思就是不会生成临时变量返回tmp的值，而是直接返回tmp的引用。
当前的代码是存在问题的
1、存在非法访问的问题，我们知道，函数调用结束后，函数栈帧是会被销毁的
里面的变量空间也会还给操作系统，当前Add的返回值是tmp的引用
函数栈帧销毁之后又回去访问了tmp的空间。
2、如果函数栈帧销毁的时候会清理空间，那么我们访问tmp的时候得到的就是随机值
即ret得到的数就是随机值，这个是取决于编译器的
我测试了VS2019的编译器是没有清理空间的。当然，就算没有清理空间，也是有问题的
如果那块函数栈帧的空间被其他变量使用覆盖了之后，也是找不回原来的数据的。
既然传引用返回可能存在问题，那我们在什么情况下可以使用呢？
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。
就比如说你在函数中malloc了一个空间，要把地址返回，这个就可以用传引用返回。
传引用的效率问题
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。
所以当返回值类型很大时，可以考虑使用传引用返回。
总结
引用的作用主要体现在传参和传返回值
1、引用传参和传返回值，有些场景下面，可以提高性能。比如在大对象和深拷贝对象的场景下。
2、引用传参和传返回值，输出型参数和输出型返回值。通俗点说，有些场景下面，形参的改变可以改变实参。
指针和引用的不同点
引用在定义时必须初始化，指针没有要求必须初始化
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
没有NULL引用，但有NULL指针
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
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有多级指针，但是没有多级引用
访问实体方式不同，指针需要解引用，而引用编译器会自己处理
引用比指针使用起来相对更安全