＜c++＞ &引用概念 | 引用用法 | 引用与指针区别

---

前言

• 在指针的学习中，我们了解到，c和c++可以使用符号&来指示变量的地址。指针的介绍

• 在c++中，&符号被赋予了另一个含义，将其用来声明引用。

---

什么是引用

Q：什么是引用？
A：引用是已定义的变量的别名（另一个名称）。通俗来讲，就相当于起一个外号。

Q：引用语法是什么样的？
A：语法：数据类型& 引用名 = 引用实体；

如果我们要将a作为b变量的别名，可以这样做：

	int a;
	int & b = a;
1
2

注意：&不是地址运算符，而是类型标识符。它是放在数据类型后面的。

案例

#include 
using namespace std;

int main(void)
{
    int a = 100;
    int & b = a;
    //输出值
    cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	//值加一
	a++;
	//输出值
    cout << a << endl;
	cout << b << endl;
	//输出地址
	cout << &a << endl;
	cout << &b << endl;
	
    return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21

运行结果：

结论： 通过观察运行结果，我们发现，a与b的值和地址都完全相同，将a加一会同时影响到两个变量。

---

引用的特性

• 引用必须先进行初始化
  引用不同于指针，必须要在声明引用前将其进行初始化，不能像指针一样，先声明，再赋值。

    int a = 100;
    int & b;
    b = a;	//错误！
1
2
3

• 引用一旦引用了一个实体，就不能引用其他实体
  引用一但与一个实体关联起来，以后就不能进行改动了。
• 一个变量可以有多个引用

---

引用的作用

引用可以用作函数参数

Q：什么是按引用传递？
A：引用经常被用作函数参数，让函数中的变量名成为调用程序中的变量的别名，这种传递参数的方法叫做按引用传递。按引用传递可以让被调用的函数访问调用函数中的变量。

案例

#include 
using namespace std;

void swap1(int &m, int &n) {
    int temp = m;
    m = n;
    n = temp;
}

void swap2(int *m,int *n) {
	int temp;
	temp = *m;
	*m = *n;
	*n = temp;
}

int main(){
    int a = 1, b = 100;
    cout<<"before: a="<<a<<", b="<<b<<endl;
    swap1(a,b);
    cout<<"after: a="<<a<<", b="<<b<<endl;
    swap2(a,b);
    cout<<"after: a="<<a<<", b="<<b<<endl;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

在这里我们将引用变量作为函数的形参，与指针作为形参类似，直接在函数内部对输入的参数进行修改，实现了交换操作。通过对比指针交换可以发现，引用变量在使用的时候比指针要简洁一些，变量本身就代表了引用的数据，而指针则需要加上*。

引用可以用作函数返回值

在讲引用作为函数返回值之前，我们先了解一下传统的函数是如何传递返回值的吧。

普通传值返回

int Add(int a, int b) {
    int c = a + b;
    return c;
}
 
int main(void)
{
    int ret = Add(1, 2);
    cout << ret << endl;
    
    return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

在这个例子里，return时会生成一个临时变量，把c的值赋给这个临时变量，再返回给ret。
如果我们直接将c返回给ret，很难说返回的是3还是随机值，一切都取决于编译器了。

Q：生成的临时变量存放在什么位置呢？

• A： 预备返回的变量小则用寄存器存储。
• A： 变量大则创建函数栈帧的时候预先为返回值创建存储空间。

引用传值返回

int &Add(int a, int b) {
    int c = a + b;
    return c;
}
 
int main(void)
{
    int &ret1 = Add(1, 2);
    cout << ret1 << endl;
    return 0;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

如果我们使用引用，那我们就不需要额外的临时空间和额外的操作，因为我们是通过引用直接对实体进行操作的，这可以很好的提高程序的效率。

---

引用与指针的区别

• 引用是在概念上定义一个变量的别名，而指针是存储一个变量的地址。
• 引用必须从一而终，不能再指向其他数据；指针可以随意改变指向。
• 引用在定义时必须初始化，而指针是最好初始化，不初始化也不会报错。
• 指针可以有多级，引用不可以。
• 存在空指针，但是不存在空引用。