C++中參照的相關知識點小結

2022-03-02 16:01:18

參照的概念

參照不是新定義一個變數，而是給已存在變數取了一個別名，編譯器不會為參照變數開闢記憶體空間，它和它參照的變數共用同一塊記憶體空間。

比如：李逵，在家稱為"鐵牛"，江湖上人稱"黑旋風"。那麼這裡的“鐵牛”、“黑旋風”就稱李逵的參照。

在程式中呢，參照的用法如下：

型別& 參照變數名(物件名) = 參照實體；

舉個例子：

void TestRef()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;//<====定義參照型別
	printf("%pn", &a); //列印出a的地址
	printf("%pn", &ra); //列印出ra的地址
}

結果如下：

其中ra為a的參照，可見 a 和 ra 的地址一樣，這就說明了變數與變數的參照公用的一塊記憶體空間。

特別注意：參照型別必須和參照實體是同種型別的

參照特性

1. 參照在定義時必須初始化

2. 一個變數可以有多個參照

3. 參照一旦參照一個實體，再不能參照其他實體

例如：

void TestRef()
{
	int a = 10;
	// int& ra; // 該條語句編譯時會出錯，因為沒有初始化
	int& ra = a;
	int& rra = a;
	printf("%p %p %pn", &a, &ra, &rra);
}

知道參照的特性後，我們就可以簡化在C語言中一些簡單函數的寫法，如交換兩個數，可直接傳變數的參照為引數來實現，具體如下：

可見當傳入的引數為變數的參照時，就可以避免在次開闢記憶體空間，一定程度上提高了程式碼執行效率。

常參照

所謂常參照就是在一個變數的參照前加一個關鍵字 const 來使這個參照具有常數的性質。

如下所示：

void TestConstRef()
{
const int a = 10;
//int& ra = a; // 該語句編譯時會出錯，因為a為常數，而ra為變數（由&前面的型別決定，為int變數型別）
const int& ra = a;
// int& b = 10; // 該語句編譯時會出錯，b為常數
const int& b = 10;
double d = 12.34;
//int& rd = d; // 該語句編譯時會出錯，型別不同
const int& rd = d;
}

再例如：

int main()
{
	int i = 10;
	double d = i;
	//double& r=i; //這裡編譯器會報錯，具體原因如下圖示
	const double& r = i; //加上const 修飾就會使參照具有常性
    return 0;
}

所以只有在定義參照前加上const 修飾就能使之具有常性。

另外要注意使用const參照時的許可權問題，例如：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	// 使用常變數時變成常變數的別名的條件：不變或者縮小常變數的讀寫許可權是可以的，
	//放大你常變數讀寫許可權不行的
	const int a = 10;
	// int& b = a;  // 不能這樣定義b,這樣會使a的許可權變大，編譯器會報錯

	int c = 20;
	const int& d = c; // 可以這樣定義，d變成的c的別名，d不能修改c,相當於把c的許可權縮小
                      //其中c是可以改變的，但是d只能讀不能寫
	return 0;
}

如上解釋一下：並不是每個別名（即參照）都跟原名字有一樣的許可權，具體要看怎麼修飾。

使用場景

1、做引數

void Swap(int& left, int& right)
{
  int temp = left;
  left = right;
  right = temp;
}

這裡提一下參照做引數的優點：

1、傳參照是為了減少傳值傳參時的拷貝

2、使用const修飾參照時可以保護形參不會被改變

3、const參照做引數時，即可接收變數，也可以接收常數

總的來說，函數傳參如果想減少拷貝就用參照傳參，如果函數中不改變這個引數最好用const 參照傳參

2、做返回值

看如下栗子：

為什麼列印出的 ret=7 呢？

這是因為函數的返回型別為 int& ,所以返回值 c 的型別就是 int&，而 ret 作為接收函數的返回值的量，也為 int& 型，所以在這裡就可以把 ret 看做是 c 的別名，當程式來到 Add(3,4); 這條語句時，返回值 c 就變為了 7，所以此時的 ret 的值也就為7。

以上也說明了使用參照做返回值會有一定的風險性。

參照和指標的區別

最後來總結一下參照與指標的區別。

在語法概念上參照就是一個別名，沒有獨立空間，和其參照實體共用同一塊空間。在底層實現上實際是有空間的，因為參照是按照指標方式來實現的。

來看這樣一段程式碼：

int main()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;
	ra = 20;
	int* pa = &a;
	*pa = 20;
	return 0;
}

再檢視其組合程式碼，會發現參照與指標的實現方式是一樣的。

參照與指標的不同點：

1.參照在定義時必須初始化，指標沒有要求

2. 參照在初始化時參照一個實體後，就不能再參照其他實體，而指標可以在任何時候指向任何一個同型別實體

3. 沒有NULL參照，但有NULL指標

4. 在sizeof中含義不同：參照結果為參照型別的大小，但指標始終是地址空間所佔位元組個數(32位元平臺下佔4個位元組)

5. 參照自加即參照的實體增加1，指標自加即指標向後偏移一個型別的大小

6. 有多級指標，但是沒有多級參照

7. 存取實體方式不同，指標需要顯式解除參照，參照編譯器自己處理

8. 參照比指標使用起來相對更安全（因為指標使用不慎就會造成野指標）

總結

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C++中參照的相關知識點小結

目錄

參照的概念

參照特性

常參照

使用場景

參照和指標的區別

總結

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