浅谈C++引用的使用以及底层原理

news2024/9/22 4:18:39

文章目录

- - 1、引用概念
  - 2、引用特性
  - 3、常引用
  - 4、引用的使用场景
  - - （1）做参数
    - （2）做返回值

1、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。

类型& 引用变量名(对象名) =引用实体；

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

void TestRef()
{
    int a = 10;
    int& ra = a;//<====定义引用类型
    printf("%p\n", &a);
    printf("%p\n", &ra);
}
//两者地址一致

2、引用特性

引用在定义时必须初始化

一个变量可以有多个引用

引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

void TestRef()
{
   int a = 10;
   // int& ra;   // 该条语句编译时会出错,因为它未初始化
   int& ra = a;
   int& rra = a;
   printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra);  
}

3、常引用

意思就是const类型的引用也要const，不能const int 使用int引用。

void TestConstRef()
{
    const int a = 10;
    //int& ra = a;   // 该语句编译时会出错，a为常量
    const int& ra = a;
    // int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量
    const int& b = 10;
    double d = 12.34;
    //int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同
    const int& rd = d;
}

int Count()
{
	int n = 0;
	n++;

	return n;
}

int main()
{
	int a = 1;
	int& b = a;

	// 指针和引用，赋值/初始化 权限可以缩小，但是不能放大

	// 权限放大
	/*const int c = 2;
	int& d = c;

	const int* p1 = NULL;
	int* p2 = p1;*/

	// 权限保持
	const int c = 2;
	const int& d = c;

	const int* p1 = NULL;
	const int* p2 = p1;

	// 权限缩小
	int x = 1;
	const int& y = x;

	int* p3 = NULL;
	const int* p4 = p3;

	// 权限只适用于指针和引用，这个是可以的，n和m两个空间是独立的
	//const int m = 1;
	//int n = m;

	const int& ret = Count();//n是临时变量传值返回，不可被修改，加个const才行 

    
    //这部分听不懂，以后遇到重新学习  
	int i = 10;

	cout << (double)i << endl;

	double dd = i;

	const double& rd = i;

	return 0;
}

4、引用的使用场景

（1）做参数

void Swap(int& left, int& right)
{
   int temp = left;
   left = right;
   right = temp;
}
//使用了引用，函数里面改的就是实参，不需要用到取地址再解引用

函数在使用引用时，函数参数是引用int& i,实参也可以使i，因为他们是不同作用域的，可以同名。

形参的改变影响实参。比如**phead的运用。

（2）做返回值

count 函数调用时，n的返回过程。

第一种是没有static，count的函数栈帧结束后，n的值传给临时变量，这个临时变量是在寄存器或者main函数里面开辟的，此时count函数栈帧被销毁还给操作系统，临时变量再赋值给main函数中的ret。

第二种是有static，其实和第一种差不多，只不过n是放在静态区，n一样要赋值给临时变量。

第三种是传引用返回，直接返回n，而不是传给临时变量。

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

下面代码输出什么结果？为什么？

int& Add(int a, int b)
{
    int c = a + b;
    return c;
}
int main()
{
    int& ret = Add(1, 2);//这里的&去掉，ret依然是c的别名，函数结束后c依然还给了操作系统，ret一定是未知，当然有可能对，取决于第一次栈帧销毁时c的值。 
    Add(3, 4);
    cout << "Add(1, 2) is :"<< ret <<endl;//7
    return 0;
}
//上面是c是局部变量，函数结束后还给了操作系统，此时ret是c的引用别名，所以ret的值是未知的。