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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(chǎng)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(gè)變量，而是給已經(jīng)存在的變量取了一個(gè)別名，編譯器不會(huì)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(shí)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(shí)必須初始化；
2. 一個(gè)變量可以有多個(gè)引用；
3. 引用一旦引用一個(gè)實(shí)體，再不能引用其他實(shí)體。

void TestRef()
{int a = 10;
   // int& ra;   // 該條語(yǔ)句編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)
   int& ra = a;
   int& rra = a;
   printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);  
}

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

void TestConstRef()
{const int a = 10;
    //int& ra = a;   // 該語(yǔ)句編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)，a為常量
    const int& ra = a;
    // int& b = 10; // 該語(yǔ)句編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)，b為常量
    const int& b = 10;
    double d = 12.34;
    //int& rd = d; // 該語(yǔ)句編譯時(shí)會(huì)出錯(cuò)，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?cái)噙@些的過程中都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)變量，語(yǔ)法規(guī)定臨時(shí)變量具有常性即不能修改。

在C語(yǔ)言當(dāng)中，調(diào)用一個(gè)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(shí)參；而現(xiàn)在C++當(dāng)中使用引用做形參同樣能達(dá)到相同的效果。

//這是一個(gè)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(diǎn)：

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(shí)參也修改了。

關(guān)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(shí)別或者名字修飾規(guī)則，但是不能這么寫程序會(huì)出錯(cuò)，因?yàn)檎{(diào)用時(shí)存在二義性，編譯器識(shí)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(jì)算兩個(gè)函數(shù)運(yùn)行結(jié)束后的時(shí)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(shí)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(shí)，編譯器會(huì)為函數(shù)在內(nèi)存中開辟一個(gè)函數(shù)棧幀；在函數(shù)調(diào)用返回時(shí)函數(shù)棧幀銷毀之前，返回值會(huì)先傳給一個(gè)臨時(shí)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(gè)變量的別名，和引用的實(shí)體是共用一塊空間的；那么在函數(shù)棧幀銷毀時(shí)，函數(shù)返回的是實(shí)體變量在這個(gè)過程中就不會(huì)再產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)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(shí)就不能再用引用返回了；如果這個(gè)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?yàn)榇藭r(shí)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(shí)候，add函數(shù)棧幀銷毀時(shí)函數(shù)棧幀中存放c變量的空間并沒有被銷毀改變，此時(shí)去訪問這塊空間的值還是7。
• 當(dāng)?shù)诙未蛴纱蔚臅r(shí)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?yàn)橄热≈翟俅蛴∷缘谝淮芜€是7但是此時(shí)cout函數(shù)調(diào)用開辟了棧幀覆蓋了那片空間，從而導(dǎo)致了值的改變。
• 上述的那一段程序是錯(cuò)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(diǎn)：

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(jì)算兩個(gè)函數(shù)運(yùn)算完成之后的時(shí)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;
}