C++初识 - 引用

目录

基本用法与本质

引用概念  

妙用 

引用特性

引用使用场景

1. 做参数

2. 做返回值  

错误的示范 ​编辑

正确的用法

注意 

引用的权限变化的注意事项

做函数的参数造成的权限放大 

临时变量中引用造成的权限放大 

临时变量语法上与底层实现的差别 

结束语

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基本用法与本质

引用概念  

        引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟内存空间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。

可以发现就是别名罢了

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的   

妙用 

在数据结构中的一些妙用

 
//数据结构中的一些妙用
 
typedef struct ListNode
{
	struct ListNode* next;
	int val;
}LTNode,*PLTNode;
 
//void SlistPushBack_C(struct ListNode** phead, int x)	//在C语言中 -- 要想改变链表头节点就必须要使用到二级指针
void SlistPushBack_CPP(struct ListNode*& phead, int x )		//在C++中就可以直接使用引用来解决这个问题
{	
	//什么都没有
}
 
 
void SlistPushBack_BOOK(PLTNode& phead, int x)	//在一些数据结构中会这样写来简化代码
{
	//什么都没有
}
 
int main()
{
	struct ListNode* phead = NULL;
 
	SlistPushBack_CPP(phead,10);
	SlistPushBack_BOOK(phead,20);
 
	return 0;
}

引用特性

1. 引用在 定义时必须初始化 -- 指的是被引用的

2. 一个变量可以有多个引用 -- 取多个名字

3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体 -- 在C++中不行，但是在Java与python其他语言中是可以改变引用的指向，这也导致了在这些语言中引用可以完全替他指针的作用

3.补充 

引用使用场景

1. 做参数

2. 做返回值  

错误的示范

错误的示范 补

int& Add_CPP(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}
 
int Count_C()
{
	int n = 0;	//放在静态区里面，函数栈帧销毁不会有影响
	n++;
	return n;
}
 
int& Count_CPP()
{
	static int n = 0;	//放在静态区里面，函数栈帧销毁不会有影响
	n++;
	return n;
}
 
int main()
{
	int& ret = Add_CPP(1, 2);
	cout << "Add(1, 2)_CPP is :" << ret << endl;	//错误的使用：这里可能会是随机数值，因为函数里面的C所占的空间已经被收回了
	
							
	int ret_C = Count_C();					//这里可以直接接收，因为会有一个临时拷贝
	cout << "Count()_C is :" << ret_C << endl;//小的数据直接放在寄存器里面，大的数据这个临时变量会在上一层栈帧里面开辟
 
	int& ret_CPP = Count_CPP();    //取别名的别名，也是原来的那个，地址都一样
	cout << "Count()_CPP is :" << ret_CPP << endl;
	cout << "Count()_CPP is :" << ret_CPP << endl;
 
	return 0;
}

 需要注意理解一个隐藏的临时变量的出现的原因和作用

综上所述

根据上面错误示例总结出来的结论：出了函数作用域，返回变量不存在了，不能用引用返回，因为引用返回的结果是未定义的。出了函数作用域，返回变量存在，才能用引用返回。

        栈是向下生长的（上面是高地址，下面的地址），回收是就会向上回收

正确的用法

1.传值、传引用效率比较 ： 

        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。

//1.传值、传引用效率比较
#include 
struct A { int a[10000]; };
void TestFunc1(A a) {}
void TestFunc2(A& a) {}
void TestRefAndValue()
{
	A a;
 
	// 以值作为函数参数
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
		TestFunc1(a);
	size_t end1 = clock();
 
	// 以引用作为函数参数
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
		TestFunc2(a);
	size_t end2 = clock();
 
	// 分别计算两个函数运行结束后的时间
	cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
 
int main()
{
	TestRefAndValue();
 
	return 0;
}

 

        可以知道这样的方式是可以进行优化，这里是使用4万字节的数据，不怎么明显，但是当数据多起来的时候就十分明显了.(在后面的深度拷贝与树的拷贝就会显现出来了)

2.修改返回值

引用的真正用处

1.减少拷贝，提高效率

2.修改返回值

注意 

引用的权限变化的注意事项

//引用的权限变化的注意事项
int main()
{
	int a = 0;
	// 权限平移
	int& ra = a;
 
	// 指针和引用赋值中，权限可以缩小，但是不能放大
	const int b = 1;	//这里的b是只读的
 
	// 权限放大 不行
	//int& rb = b;	//这里的rb是可读可写的
 
	// 权限的缩小 可以
	const int& rra = a;
 
	//权限平移
	const int& rb = b;
 
	return 0;
}

做函数的参数造成的权限放大 

        加一个 const 就可以解决权限放大的问题，现在C++中的关于引用做参数的使用都是要加上 const。

        可以被赋值的值被称为左值，反之就可以认为是右值。

临时变量中引用造成的权限放大 

 

临时变量语法上与底层实现的差别 

结束语

少年不识愁滋味，爱上层楼。

爱上层楼，为赋新词强说愁。

而今识尽愁滋味，欲说还休。欲说还休，却道天凉好个秋。

                                                        ——辛弃疾 《丑奴儿·书博山道中壁 》