文章目录

- 前言
一、什么是引用
二、引用的注意事项
三、引用的两大妙用
- 1.引用传参
- 2.引用返回（只用于堆区或静态区变量的返回！）
四、引用的底层实现
五、引用 VS 指针（面试题）
六、小彩蛋——送你一块语法糖

前言

在C语言中，我们学习过一个重要的概念——指针。今天，我们则要学习它在C++中的难兄难弟——引用。（一定要坚持看到最后哦，有甜甜的语法糖哦）

一、什么是引用

首先，我们来看一段代码

 int a = 0;int* pa = &a;//指针int& ra = a;//引用

显然，我们今天的主角在第三行。

int& ra = a；

ra就是对变量a的引用
可我们要怎么理解引用呢？
举个例子：每个人都有小名，古人甚至还有名，号，子，字…
在C++的世界中，引用就是变量的小名（在上段代码中，ra就是a的小名）。
具体写法是：

引用对象的数据类型& 引用名=引用变量（大名）

二、引用的注意事项

1.一个变量可以有多个引用（一个人可以有很多小名）

 int a = 0;int& ra = a;int& goudan = a;int& wangerma = a;

2.引用也可以被引用
eg：李逵——黑旋风
但是我说：黑旋风又叫铁牛，实际上就是李逵叫铁牛。

 int a = 0;int& ra = a;int& rra = ra;

3.引用必须初始化（他叫铁牛，他是谁？？）
int& ra;
4.引用一旦只向一个实体就不能再指向另一个实体了！！（劣势）
（水浒传中只有李逵能叫黑旋风，宋江就不行…）
既然如此，那请看下面这段代码，并告诉我在这里ra是否指向了b？

int b = 10;
int a = 0;
int& ra = a;
ra = b;

————————————————————————————————————————————
调试过程中（代码执行到第三行）：

第四行执行后：

看到这里，是不是傻了？
其实，由于引用不能改变指向，这里的 ‘=’ 变成了赋值含义。
也就是说，

int& ra = b;

这句话的含义是：把b的值赋给ra，由于ra指向a，因此a的值也随之变化。
（比如我说：黑旋风是傻子，那么同时也就是说铁牛是傻子，李逵也是傻子）
5.从语法的角度上讲，引用不占内存空间
可以说，a是这块内存空间的原名，ra是别名。

6.指针和引用赋值过程中，权限可以缩小或不变，但不能放大。
权限不变：

int a = 0;
int& ra = a;//a,ra均既可读又可写const int b = 10;
const int& rrb = b;//b,rb均只可读

权限缩小：
可读可写——>可读不可写

int a = 0;//a可读可写
const int& rra = a;//rra可读不可写

权限放大：

const int b = 10;
int& rb = b;//错误！

ps：权限的缩小仅针对引用而言，对原变量无影响
（引用只可读时，不影响原变量可读可写）
即 **rra++ **，a++正确，且原变量值改变时引用值也会改变！！！
用处：
1）.做参数时，如果实参不需要修改，使用 const& 能接受所有类型数据。

void Func(const int& x);

而不加 const 时就不能接受所有类型

void Func(int& x);

但是注意，普通传参则可以接受任何形式数据：

void Func(int x);

why?
这里和前面一样，使用这种方式传参时，创建了一个新的变量x，然后将实参内容拷贝进去，因此不是权限问题（这就是我们所说的，权限的缩小和放大仅针对指针和引用而言）
2）.使用const后，就可以引用常量了

const int& b=10;

3).使用const后，就可以实现引用+缺省参数

void Func(const int& x=0)

4).在有隐式/显式类型转换的赋值过程中，必须使用const

double d=3.1415;
const int&a=d;

而，int& a=d 是错误的！
（原因与5).相同）
5).在函数普通传值返回的过程中，必须用const接收返回值

int Count()
{return 0;
}
const int& tmp=Count();

要想解释4),5)，我们需要补充一些背景知识：
类型转换的过程中会产生一个临时变量保存转换后的值，因此表面上看是将d发生隐式类型转换后赋给a，实质上是将该临时变量中的值赋给a。
同理，在函数返回的过程中，也是通过一个临时变量保存返回值（这点我们将在下面提到），再将这个值赋给tmp。
而 该临时变量具有常性 ，因此在使用时必须加const。

三、引用的两大妙用

1.引用传参

原先我们知道的传参方式有两种——传值，传址
其中传址可以达到修改形参的同时修改实参的效果，现在我们有了一种新的方式——引用传参。
好处在于：
1.减少拷贝提高效率（不占用空间）
2.修改形参的同时修改实参
如下两处是等价的：

void Swap(int& left,int&right);
void Swap(int*left,int*right);

2.引用返回（只用于堆区或静态区变量的返回！）

这里我们首先要了解一种更常用的返回方式（传值返回）：

int Count
{return n;
}

我们都知道，函数结束时，函数栈帧会销毁（使用权限还给操作系统），我们还能进行访问，但是其中数据的安全性已经无法保证。那么，返回值是如何拿到的呢？
*在传值返回时，程序结束前会创建一个临时变量（寄存器中或上层栈帧中），将返回值拷贝进该临时变量中保存下来。*所以，无论返回值是全局变量还是局部变量都能保证我们拿到正确的数据。
但是，引用返回只能用于堆区或静态区数据的返回！！！

static n=100;
int& Count
{return n;
}

因为引用返回并没有生成一个新的临时变量，而是将原变量的别名返回，因此当原变量销毁时，它的别名也不复存在，就会导致返回结果未知（拿到原数据/随机值/被覆盖的其他数据）
这样看来，似乎引用返回并没有什么优势呢。
NONO，
1.引用返回可以减少拷贝次数，提高效率。
2.引用返回可以修改返回值（这一点用处可就大了）
eg：实现顺序表中元素的展示和修改
现在可以使用一个函数完成

SLDataType& SlAt(SL* psl, size_t pos)
{assert(psl);assert(pos < psl->size);return psl->a[pos];
}
SLDataType& tmp=SlAt(&sl,5);
tmp=100;

四、引用的底层实现

前面说，从语法的角度讲，引用不占内存空间。
但是，底层上引用是通过指针（指针常量）实现的：
int& ra 等价于 int * const pa = &a
ps：指针常量——指针指向的对象不可修改（但对象的内容可以修改），书写方式为：
在 * 的右侧加上const
这里，也就解释了为什么引用的对象不能修改。

五、引用 VS 指针（面试题）

六、小彩蛋——送你一块语法糖

今天送大家一块名为auto的语法糖，让你初步感受一下C++的智能性：
1.auto可以根据右侧的数据类型来推测左侧的数据类型

int b=10;
auto a=b;

在这里，auto的这个用法优势体现还不深刻，但是当数据类型过长时，使用auto就可以有效地降低代码冗余度~
2.auto可自动判断循环结束，自动迭代
打印数组时，原先我们是这样写的：

int arr[] = { 1,3,5,7 };for (int i = 0;i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);i++){cout << arr[i] << ' ';}cout << endl;

可是，有了auto，我们就不再需要判断循环结束，自动迭代了（一定程度上避免犯错）

for (auto e : arr){cout << e << ' ';}cout << endl;

好了，本期的所有内容就到这里了，下期我们Linux见，bye~

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