文章目录
- 一、什么是引用
- 二、引用规则
- 三、引用特性
- 四、使用场景
- 1.做函数参数
- 2.做返回值
- 五、常引用
- ps：为什么类型转换会产生临时变量？
- 六、引用和指针的区别
- 总结
一、什么是引用
引用就是给一个变量取别名。
注意：这个引用不会新开辟一块空间，而是和原来的变量公用一块空间。
举个例子：李逵，在家称为"铁牛"，江湖上人称"黑旋风"。
二、引用规则
引用规则：引用实体类型+&+引用别名 = 引用实体。
比如下面：
int main()
{
int a = 10;
//引用
int& ba = a;
ba = 20;
printf("%d ", a);
return 0;
}
上面代码为例：
引用对象类型是int + & + 引用别名（ba） = 引用对象（a）
C++中的 “&”符号跟类型在一起是不在是取地址，而是”引用“。
现在ba这个就是a的别名，和a是同一块内存空间，改变了ba的内容，就等于改变了a的内容。
同时，一个变量可以有多个引用。
相当于一个人可以有多个别名一样。
就像是：假如你在家被叫做小红，在外面被叫燕燕。你的妈妈叫小红吃饭，然后小红去吃饭了，那燕燕是不是也吃了，你是不是也吃了呢？
三、引用特性
1.引用类型必须是和引用实体是同一类型。
比如：
报错的原因是：引用对象的类型和引用实体的类型不一致。
引用的对象a是int类型，而给它取别名却是double类型，这是不允许的。
2.引用在定义时必须初始化
比如：
这也是不允许的。
3. 引用一旦引用一个实体，就不能引用其他实体。
比如：
int main()
{
int a = 10;
//引用
int& pa = a;
int x = 20;
pa = x;
return 0;
}
这段代码，有错误吗？
没有错误，但是pa = x这行代码，并不是引用更改，因为前面已经提过：
引用一旦引用一个实体，就不能引用其他实体。
所以这行代码的意思是：将x 的值赋值给pa。
此时a的值是20了。
四、使用场景
1.做函数参数
引用可以做函数的参数，作用相当于指针，可以改变变量本身。
比如：
void Swap(int& a, int& b)
{
int tmp = a;
a = b;
b = tmp;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
printf("交换前：a = %d ,b = %d\n", a, b);
Swap(a, b);
printf("交换后：a = %d ,b = %d\n", a, b);
return 0;
}
传参传一个实参过去，但是接收时使用引用，此时该引用就是形参的别名，形参的别名改变会改变形参本身。
这个是使用引用一个好的地方。
做返回值的作用：
1.做输出型参数，节省空间。
我们传形参时，用引用接收，也不再需要使用地址，不再需要开辟指针空间来接收，直接改变引用即可改变形参。
2. 提高效率，当传过来的形参是大对象/深拷贝对象时，能够极大地提高效率。
2.做返回值
先看不用引用做返回值，用普通的返回值：
案例1，错误代码
int test()
{
int n = 10;
n++;
return n;
}
int main()
{
int ret = test();
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
这样的返回值是我们常见的返回值。
这里需要提一点：
test函数并不是直接返回n的。
因为test函数在调用结束后会销毁它所在的栈帧，连同n会一起销毁，所以编译器会先保存n的值到一个寄存器中，再销毁栈帧，然后返回寄存器的值给ret。
过程如下：
所以就出现了一个问题。
当我们用上面的代码，返回的是n的引用（别名）时，这就不安全了。因为返回的是n的引用，不会创建临时空间给n，而是直接返回n。 但是返回之后n所在的函数栈帧会被销毁，所以连同n一起销毁了，但是此时ret是n这块已经不属于自己的空间的拷贝，所以ret是违法的。
打印出来的ret，可能是随机值，也可能是n原来的值，但如果是n原来的值，这只是侥幸，因为n原来的空间暂时没有被使用。但如果n这块空间被其他函数使用了，此时ret就有可能是随机值。
所以在上面的例子中，不能使用引用来返回。
再看下面的例子：
案例2 ，正确代码
int& test()
{
static int n = 10;
n++;
return n;
}
int main()
{
int ret = test();
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
注意，n是被static修饰过的变量。此时可以用引用进行返回了，因为函数test的销毁不会销毁n，n是在静态区开辟的空间，而函数是在栈区开辟的空间，两者互不影响。
返回n的引用是绝对安全的。
再看下面：
案例3，错误代码
int& test()
{
int n = 10;
n++;
return n;
}
int main()
{
int& ret = test();
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
此时与案例二相似，但是n不是被static修饰过的，而且ret也是引用，相当于返回n的引用后，再用引用接收n的引用，此时ret也还是n的别名，而n是在栈区开辟的空间，销毁后，此时n的空间不再属于自己，打印ret，相当于打印不属于自己的n，这是违法的行为。
当这段栈空间被其他东西用之后，n的值可能是随机值了。
再看下面的案例：
案例4，正确代码
int& test()
{
static int n = 10;
n++;
return n;
}
int main()
{
int& ret = test();
printf("%d\n", ret);
return 0;
}
此时n 是被static修饰过的，所以栈帧空间的销毁不会影响n，打印ret（ret是n的引用），会正确打印出来。
总结：
1.使用引用做返回值时，引用返回不会开辟临时空间保存返回值
2.而不管改变量是在栈区还是在静态区，不用引用都会开辟临时空间保存返回值。
但是使用引用必须保证返回值是绝对的安全。
五、常引用
1.在引用的过程中，权限不能放大，只能缩小或平移。
1.在引用的过程中，权限不能放大，只能缩小或平移。
1.在引用的过程中，权限不能放大，只能缩小或平移。
案例1：
错误示例
int main()
{
//权限不能放大，不正确
const int a = 0; // 常变量，不可修改
int& b = a; // 起了一个别名，必须也是常引用
return 0;
}
a是一个被const修饰后的常变量，不可修改。
而b是a的引用，此时b并没有被const修饰，意味着b可以修改，但是a已经不能被修改了，b是a的别名同样不可修改，这是规定。
所以权限不能放大
案例2：
正确实例
int main()
{
const int a = 0; // 常变量，不可修改
//权限的平移
const int& b = a;
return 0;
}
变量a 和引用b都被const修饰了，它们的权限是一样的，所以权限可以平移。
案例3：
正确案例：
int main()
{
//权限可以缩小
int g = 0;
const int& h = g;
return 0;
}
g是一个变量，h是g的引用，但是h被const修饰后，意味着h不能修改。
所以这是一个权限的缩小。
2.只要发生类型转换，都会产生临时变量。
而临时变量不可修改，具有常性。
2.只要发生类型转换，都会产生临时变量。
而临时变量不可修改，具有常性。
2.只要发生类型转换，都会产生临时变量。
而临时变量不可修改，具有常性。
类型转换包括：隐式类型转换，截断，整型提升等。
比如：
int main()
{
double d = 1.1;
int a = d;
return 0;
}
这里会发生隐式类型转换。d是double类型拷贝给a ，会在中间生成一个int类型的临时变量，然后把d放入该临时变量中，然后该临时变量再拷贝给a。所以把d拷贝给a是不会改变d本身的。
再看下面的代码：
错误示例
int main()
{
double d = 1.1;
int& a = d;
return 0;
}
为什么a不能作为d的引用？
本质上还是权限放大的问题。
d是double类型的变量，a是int类型的引用，中间创建一个int类型的临时拷贝，而临时拷贝具有常性，给了a之后，a是引用，不具有常性，就相当于权限的放大。
正确示范
int main()
{
double d = 1.1;
const int& a = d;
return 0;
}
加了const修饰后，引用a就具有了常性，相当于权限的平移了。
ps：为什么类型转换会产生临时变量？
看下面的例子：
int main()
{
int a = 1;
double b = 1.1;
if (b > a)
{
cout << "hehe" << endl;
}
return 0;
}
此时会打印hehe，因为表达式左右两边如果类型不同，会发生整型提升或截断。
这里b和a相比，a会发生整型提升到double类型再与b比较。
而整型提升的过程会生成一个临时变量，这个临时变量就是a提升后的结果（并不是a本身提升）。
所以比较前后a和b的值都不会发生改变。
六、引用和指针的区别
从汇编的角度看，引用的底层也是用指针实现的。
但是在语法层面，引用不开空间，指针会开辟一块空间。
总结
引用和指针的不同点:
- 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。
int main()
{
int a = 10;
//指针存储a的地址
int* pa = &a;
//b是a的引用（别名）
int& b = a;
return 0;
}
- 引用在定义时必须初始化，指针没有要求。
int main()
{
int a = 1;
//引用必须初始化
int& b = a;
//指针可不初始化
int* p;
return 0;
}
- 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体。
int main()
{
int a = 10;
int b = 20;
int& d = a;
//指针可以改变指向的对象
int* p = &a;
p = &b;
//但是引用不可改变指向的对象
//这个并不是改变引用d的实体对象，而是把b拷贝给d
d = b;
return 0;
}
- 没有NULL引用，但有NULL指针。
int main()
{
//可以存在空指针
int* p = NULL;
//不存在空引用，引用必须初始化一个实体
//错误代码
int& b;
return 0;
}
- 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节)。
int main()
{
double a = 10;
double* p = &a;
cout << sizeof(p) << endl;
double& b = a;
cout << sizeof(b) << endl;
return 0;
}
-
引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小。
-
有多级指针，但是没有多级引用。
-
访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理。
-
引用比指针使用起来相对更安全。
