C++通俗教程:引用类型不理解?那是你还没掌握这些技巧

今天要讲的是C++中我最喜欢的一个用法——引用,也叫别名。

C++通俗教程:引用类型不理解?那是你还没掌握这些技巧

引用就是给一个变量名取一个变量名,方便我们间接地使用这个变量。我们可以给一个变量创建N个引用,这N + 1个变量共享了同一块内存区域。(引用类型的变量会占用内存空间,占用的内存空间的大小和指针类型的大小是相同的。虽然引用是一个对象的别名,但是在汇编层面,和指针是一样的。)

C++通俗教程:引用类型不理解?那是你还没掌握这些技巧

引用的定义

应用的定义和变量的定义差不多,主要的不同在于它指向的是一个变量,而不是和变量一样指向的是某一个数值或其他类型的数据。

创建引用的格式如下:

<code>数据类型 &引用名 = 原变量/<code>

比如:

int a = 1; int &b = a;

注意:由于引用并不需要申请一块新的内存空间,因此在建立引用时只能声明,不能定义。

面试题中常考这个知识点,请问下面的代码是否正确:

int a = 1; int& b; b = a;

当然,它是错的。第二行错误,引用在声明的时候必须指定一个已有的变量,否则编译器不知道给它分配哪一块内存空间。

引用的特性

前面已经提到了,引用唯一的特性就是使用已有的内存空间。我们用一段小程序来验证这个特性。

<code>#include <iostream> 
using namespace std;
int main()
{  
int a = 100;
   int &b = a;

   a += 50;
   cout << a << b << endl;

   b += 50;
   cout << a << b << endl;    return 0;
}/<iostream>/<code>

大家可以自己运行一下这段代码,整个过程中,无论a发生变化还是b发生变化,a和b的值始终保持一致。

在使用引用时,我们需要注意下面的问题:

  • 引用必须与已有的变量相联系
  • 引用并不独立分配内存空间
  • &前有数据类型,是引用符号;&前没有数据类型,是取地址符号

比如:int& b = a;和int* p = &a;,前者是引用符号,后者是取地址符号。

  • 可以用引用给另一个引用初始化

int a =100; int& b =a; int& c = b;

这段代码中,b和c都是a的引用。

  • 引用声明后不能改变引用关系

int a,b; int&c = a; c = b;

这段代码中,第三行想让c成为b的引用是办不到的。它实际实现的功能是把b的值传递给了a,c依然是a的引用。因为c一旦声明为变量a的引用,就不能再修改成变量b的引用了。

引用做函数参数


C++通俗教程:引用类型不理解?那是你还没掌握这些技巧


这是引用最方便的地方。在学习C语言时,我们知道如果要写一个变量值交换的函数需要使用指针,代码如下:

<code>void swap(int* p1, int* p2){    int temp = *p1;
   *p1 = *p2;    *p2 = temp;}int main(){    int a = 1;
   int b = 2;

   printf("a = %d, b = %d\\n", a, b);

   swap(&a, &b);    printf("a = %d, b = %d\\n", a, b);}/<code>

这段代码的执行结果如下:

a=1,b=2

a=2,b=1

我们通过swap函数成功交换了变量a和变量b的值。注意swap(&a, &b);这句话中的&符号是取地址符号。

很多同学不喜欢指针,见到*就恐惧。从今天起,我们可以用引用替代指针的使用。代码如下:

<code>#include <iostream> 
using namespace std;
void swap(int& a, int& b)
{    int temp = a;
   a = b;    b = temp;}int main(){    int a = 1;
   int b = 2;

   printf("a = %d, b = %d\\n", a, b);

   swap(a, b);

   printf("a = %d, b = %d\\n", a, b);

}/<iostream>/<code>

这段代码的执行结果如下:

a=1,b=2

a=2,b=1

结果完全相同。我们对swap函数做了修改,通过引用来得到形参的内存空间,之后通过引用完成这两块内存空间值的交换。

需要注意的是,在调用的时候swap(a, b);只需要进行值传递即可。

引用传参的好处:与值传递相比,引用传递不用申请新的内存空间,特别是在需要传递类的对象时,能够大大降低传参带来的开销。

引用的常见错误

引用类型不匹配

int a=100; void& b= a; float& c = a;

第二行和第三行代码都会报错,引用的数据类型必须和原始变量类型相同。而且根本不存在void类型的引用。

不能建立引用数组

int array[5]={0}; int& arr[5]= array;

这种写法不允许。

End

对于单个变量的地址传递问题,引用可以完美地取代指针。这使我们在设计函数参数时更加方便。如果需要限定参数不被修改,可以结合const关键字使用。如果足下基础比较差,不妨关注下人人都可以学习的视频教程

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