1.1.1 引用
引用就是变量的别名，对引用的操作与对变量直接操作是完全一样的。就好比一个人的昵称和本名，那无论别人叫的是昵称还是本名指的都是同一个人；
引用的声明格式：
数据类型 &引用名 = 初始值; （初始值是变量名，因为引用相当于是某个变量的别名）
#include<iostream>
using namespace std;
int main() { int a; int &pa=a; //此时pa变量a的引用（pa是变量a的别名） //printf("a=%p\n",&a); //printf("pa=%p\n",&pa); //所打印出的pa的地址与a是同一个地址单元
cout << &a << endl; cout << "&pa:" << &pa <<endl;
return 0; } |
引用在定义的时候必须要初始化。注意此处的&并不是取地址符，而是“引用声明符”。声明一个引用并不是定义了一个新的变量，只表示给变量取了一个别名，不能再把该引用名作为其他变量名的别名。编译器会给它分配内存空间，因此引用本身占据存储单元，但是引用表现出来给用户看到的，不是引用自身的地址，而是目标变量的地址。也就是说对引用取地址就是目标变量的内存地址。
C++的函数允许利用引用进行参数传递，具有高效性和安全性。
1. 引用对象
我们也可以定义一个对象的别名，如：
Human Mike; //定义一个 Human 类的对象 Mike Human &rMike = Mike; //定义对象 Mike 的别名 rMike |
但是我们不能定义一个类的别名，如：
Human &rHuman = Human; |
因为 Human 是一个类型，它没有具体的内存地址。
我们定义了一个对象的别名后，就可以使用该别名了，它的使用方法跟对象一样，用类成员运算符（.）来访问成员数据和方法
#include <iostream>
using namespace std; class A { public : int get() { return i; } void setx(int x) { i = x; } private: int i; }; int main() { A a; //类A的对象a A &ra = a; //对象a的引用 ra.setx(45); //以别名的方式来访问a的成员函数set和get cout<<ra.get()<<endl; return 0; } |
输出：
45 |
注意：定义引用时一定要同时对该引用进行初始化，如：
int a; int &ra = a; |
而不能写成
int a; int &ra; ra = a; |
这样是错误的。引用就如同常量，只能对其初始化，不能赋值。
2. 空引用
指针进行删除操作后，需要将它们赋为空，引用却不需要这么做，这是因为引用是原来对象的别名，假如该对象存放在栈中，那么在对象超出作用域时别名会和对象一起消失。假如该对象存放在堆中，由于堆中内存空间必须使用指针来访问，因此用不着别名，即使在定义一个该指针的别名，那么将指针删除并赋空之后，该指针的别名中的地址也相应的赋空了。
3. 函数的参数传递
1）通过值来传递函数参数
普通的参数的传递，将实参的值传递给形参，数值传递，形参改变，实参不会发生变化
2）通过指针来传递函数参数
址传递，将实参的地址传递给形参，形参的类型为指针类型，此时形参改变，实参也会发生变化
3）通过引用来传递函数参数
在进行实参和形参的结合时，将形参作为实参的一个别名。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；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。
用引用，能达到同指针传递同样的效果，则函数内对形参的操作相当于直接对实参的操作，即形参的变化会影响实参。但是引用相对指针的优点如下：利用指针传递时，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。因此我们通常使用别名这种直接引用方式来替换它。
通过引用来传递函数参数的例程如下：
#include <iostream> using namespace std; void swap(int &a,int &b)//int &a=x,int &b=y { int tmp;
tmp = a; a = b; b = tmp;
} int main() { int x = 3; int y = 4;
cout << "交换前"<<"x= "<<x <<"y= "<<y<<endl; swap(x,y); cout << "交换后"<<"x= "<<x <<"y= "<<y<<endl; } |
程序说明：
void swap(int &a,int &b)//int &a=x,int &b=y |
定义的 swap 的接收参数为 x 和 y 的引用，也就是将 x 和 y 的别名 ra 和 rb 作为函数的接收参数。调用函数 swap()，并将 x 和 y作为函数的参数，程序跳转到 swap 函数，该函数的 a 和 b 以x 和 y 的别名方式来接收这两个参数，由于别名只是对 a 和 b 的引用。
它类似于指针的传递方式，仅仅是将 x 和 y 的内存地址以直接引用的方式传递到函数体中，因此不会复制a 和 b 的数据到栈中，这样在函数内的操作就是对 a 和 b 的别名 x 和 y 的操作，我们知道对象的别名与其内存地址相同，因此对 x 和 y 的操作就是对 a 和 b 的操作。
我们看到使用别名的方式传递参数比用指针传递更加方便和清晰。并且具有指针的功能
注意：
指针是间接访问，比如它要用*来读取*后面地址处的数据，而引用则是直接访问，它是某个对象的别名，因此不用任何符号就可以直接读取该对象的数据。因此将指针作为函数的接收参数是间接引用方式来接收参数，而将别名作为函数的接收参数是以直接引用方式来接收参数。
4. 引用作为函数的返回值
引用作为函数的返回值时，此时要注意引用的本质，由于引用是目标变量的别名，因此当目标变量的空间被释放后，引用此时也是无效的，按常理此时通过引用是不能输出数据的。因为此时引用所对应的空间已经被释放。
使用G++编译器可以证明，程序运行崩溃。
下面所对应的就是此例子。
#include<iostream> using namespace std; int &fn(int num) { return (num); } int main() { int n2=5; int &n1 = fn(n2); cout << n1<<endl; return 0; } |
但是如果在上面例子中，如果子函数的形参是引用的时候，那么数据可以取出，因为形参对应的目标变量是主函数中的变量，此时变量的空间没有被释放，那么空间中的数据是可以正常取出。
#include<iostream> using namespace std; int &fn(int &num) { return num; } int main() { int n2=5; int &n1 = fn(n2); cout << n1<<endl; return 0; } |