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🥁作者： 華丞臧
📕????專欄：【C++】
博主Gitee
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• 一、引用概念
• 二、引用特性
• 三、常引用
• 四、使用場景
• • 4.1 做參數(shù)
  • 4.2 做返回值
• 五、引用和指針的區(qū)別

引用不是新定義一個變量，而是給已經(jīng)存在的變量取了一個別名，編譯器不會為引用變量開辟內(nèi)存空間，它們引用的變量共用同一塊空間。

//類型& 引用變量名 = 引用實體;
如下：
int a = 10;
int& ra = a; //定義引用類型，必須初始化

1. 引用在定義時必須初始化；
2. 一個變量可以有多個引用；
3. 引用一旦引用一個實體，再不能引用其他實體。

void TestRef()
{int a = 10;
   // int& ra;   // 該條語句編譯時會出錯
   int& ra = a;
   int& rra = a;
   printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);  
}

可以看到a,ra,rra三個變量地址一致，從這里可以看出引用其實就是變量實體的別名，與實體共用同一塊空間。

void TestConstRef()
{const int a = 10;
    //int& ra = a;   // 該語句編譯時會出錯，a為常量
    const int& ra = a;
    // int& b = 10; // 該語句編譯時會出錯，b為常量
    const int& b = 10;
    double d = 12.34;
    //int& rd = d; // 該語句編譯時會出錯，類型不同;
    const int& rd = d; 
}

指針和引用賦值中，變量的權(quán)限可以縮小，但不可以放大。

類型轉(zhuǎn)換、整型提升、截斷這些的過程中都會產(chǎn)生一個臨時變量，語法規(guī)定臨時變量具有常性即不能修改。

在C語言當中，調(diào)用一個函數(shù)傳參分為兩種：一是傳值二是傳地址，在這兩種方式中只有傳地址才能通過函數(shù)中的形參改變實參；而現(xiàn)在C++當中使用引用做形參同樣能達到相同的效果。

//這是一個例子
void Swap(int& left, int& right)
{int temp = left;
   left = right;
   right = temp;
}

引用做參數(shù)的優(yōu)點：

1. 減少拷貝，提高效率；
2. 輸出型參數(shù)，函數(shù)中修改形參實參也修改了。

關于函數(shù)重載：

int Add(int& a, int& b)
{int c = a + b;
    return c;
}

int Add(int a, int b)
{int c = a + b;
    return c;
}

上述函數(shù)構(gòu)不構(gòu)成重載看編譯器的識別或者名字修飾規(guī)則，但是不能這么寫程序會出錯，因為調(diào)用時存在二義性，編譯器識別不出。
傳值、傳引用效率比較：

#include#includeusing namespace std;

struct A 
{int a[10000]; 
};
void TestFunc1(A a) 
{}
void TestFunc2(A& a) 
{}
void TestRefAndValue()
{A a;
	// 以值作為函數(shù)參數(shù)
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i< 100000; ++i)
		TestFunc1(a);
	size_t end1 = clock();
	// 以引用作為函數(shù)參數(shù)
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i< 100000; ++i)
		TestFunc2(a);
	size_t end2 = clock();
	// 分別計算兩個函數(shù)運行結(jié)束后的時間
	cout<< "TestFunc1(A)-time:"<< end1 - begin1<< endl;
	cout<< "TestFunc2(A&)-time:"<< end2 - begin2<< endl;
}

int main()
{TestRefAndValue();
	return 0;
}

可以看到，數(shù)據(jù)量很大的時候引用做參數(shù)的效率更快。

傳值返回：

我們知道在函數(shù)調(diào)用時，編譯器會為函數(shù)在內(nèi)存中開辟一個函數(shù)棧幀；在函數(shù)調(diào)用返回時函數(shù)棧幀銷毀之前，返回值會先傳給一個臨時變量(小則存放在寄存器中，大則在主函數(shù)棧幀開辟的空間)返回。

引用返回：

引用是什么？引用是一個變量的別名，和引用的實體是共用一塊空間的；那么在函數(shù)棧幀銷毀時，函數(shù)返回的是實體變量在這個過程中就不會再產(chǎn)生一個臨時變量。
注意：函數(shù)棧幀銷毀，該函數(shù)中的局部變量也銷毀了，這時就不能再用引用返回了；如果這個變量是定義在函數(shù)棧幀上的，函數(shù)棧幀銷毀變量也跟著銷毀，出了函數(shù)作用域返回變量不存在了，不能使用引用返回，因為此時引用返回的結(jié)果是未定義的；出了函數(shù)作用域，返回變量存在，才能使用引用返回。

int& Count()
{static int n = 0;
   n++;
   // ...
   return n;
}

//下面代碼輸出什么結(jié)果？為什么？
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<

打印一次：

打印兩次：

說明：

• 打印一次的時候，add函數(shù)棧幀銷毀時函數(shù)棧幀中存放c變量的空間并沒有被銷毀改變，此時去訪問這塊空間的值還是7。
• 當?shù)诙未蛴纱蔚臅r候，我們第二次非法訪問同樣一塊空間發(fā)現(xiàn)值已經(jīng)被改變，這是因為先取值再打印所以第一次還是7但是此時cout函數(shù)調(diào)用開辟了棧幀覆蓋了那片空間，從而導致了值的改變。
• 上述的那一段程序是錯誤，屬于非法訪問，這說明：出了函數(shù)作用域變量就不存在了是不能使用傳引用返回的。

引用返回的優(yōu)點：

1. 減少拷貝，提高效率；
2. 修改返回值。

值和引用的作為返回值類型的性能比較：

#include#includeusing namespace std;

struct A 
{int a[10000]; 
};
A a;
// 傳值返回
A TestFunc1() 
{return a; 
}
// 引用返回
A& TestFunc2() 
{return a; 
}

void TestReturnByRefOrValue()
{// 以值作為函數(shù)的返回值類型
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i< 100000; ++i)
		TestFunc1();
	size_t end1 = clock();
	// 以引用作為函數(shù)的返回值類型
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i< 100000; ++i)
		TestFunc2();
	size_t end2 = clock();
	// 計算兩個函數(shù)運算完成之后的時間
	cout<< "TestFunc1 time:"<< end1 - begin1<< endl;
	cout<< "TestFunc2 time:"<< end2 - begin2<< endl;
}

int main()
{TestReturnByRefOrValue();
	return 0;
}


通過上述代碼的比較，發(fā)現(xiàn)傳值和傳引用在作為傳參以及返回值類型上效率相差很大。

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