C++引用全部知識點

文章目錄

• 1、引用
• 2、引用和指標的區別
• 3、引用的作用
• 4、常引用

1、引用

引用就是某一變數（目標）的一個別名，對引用的操作與對變數直接操作完全一樣。

引用的宣告方法：型別識別符號 &引用名=目標變數名；

　　int a; 
　　int &ra=a; //定義引用ra,它是變數a的引用，即別名

說明：

（1）&在此不是求地址運算，而是起標識作用。

（2）型別識別符號是指目標變數的型別。

注意事項：

（1）宣告引用時，必須同時對其進行初始化。

（2）引用宣告完畢後，相當於目標變數名有兩個名稱，即該目標原名稱和引用名，且不能再把該引用名作為其他變數名的別名。

ra=1; 等價於 a=1;

（3）引用本身不佔儲存單元

宣告一個引用，不是新定義了一個變數，它只表示該引用名是目標變數名的一個別名，它本身不是一種資料型別，因此，系統也不給引用分配儲存單元。故：對引用求地址，就是對目標變數求地址。&ra與&a相等。

（4）不能建立陣列的引用。因為陣列是一個由若干個元素所組成的集合，所以無法建立一個陣列的別名。

2、引用和指標的區別

1、引用必須初始化，也就說引用不可以為空，指標可以不初始化。
2、引用不可以改變指向，指標可以隨意改變指向，除非是const指標。換句話說，引用一旦建立，就無法更改繫結關係了。
3、引用的大小是所指向的變數的大小，因為引用只是一個別名而已；指標是指標本身的大小，4個位元組（32位機）。
4、引用比指標更加安全。

由於不存在空引用，並且引用一旦被初始化為指向一個物件，它就不能被改變為另一個物件的引用，因此引用很安全。對於指標來說，它可以隨時指向別的物件，並且可以不被初始化，或為NULL，所以不安全。const 指標雖然不能改變指向，但仍然存在空指標，並且有可能產生野指標（即多個指標指向一塊記憶體，free掉一個指標之後，別的指標就成了野指標）

5、指標是一個變數，佔據儲存空間，而引用不是，不佔據儲存空間。
6、有指向指標的指標，但是沒有引用引用的引用。
7、指標需要被解引用才可以對物件進行操作。

3、引用的作用

1、引用作為函式形參
能保證引數傳遞中不產生副本，避免資料拷貝，提高傳遞的效率。

引用的一個重要作用就是作為函式的引數。以前的C語言中函式引數傳遞是值傳遞，如果有大塊資料作為引數傳遞的時候，採用的方案往往是指標，因為 這樣可以避免將整塊資料全部壓棧，可以提高程式的效率。但是現在（C++中）又增加了一種同樣有效率的選擇（在某些特殊情況下又是必須的選擇），就是引用。

2、引用作為函式返回值
要以引用返回函式值，則函式定義時要按以下格式：

型別識別符號 &函式名（形參列表及型別說明）
{函式體}

作用：
（1）在記憶體中不產生被返回值的副本。
（2）在運算子過載函式裡，返回物件引用，可以連續操作，例如常用的cout<<"ab"<<"cd";

流操作符<<和>>，這兩個操作符常常希望被連續使用，例如：cout << “hello” << endl;　因此這兩個操作符的返回值應該是一個仍然支援這兩個操作符的流引用。可選的其它方案包括：返回一個流物件和返回一個流物件指標。但是對於返回 一個流物件，程式必須重新（拷貝）構造一個新的流物件，也就是說，連續的兩個<<操作符實際上是針對不同物件的！這無法讓人接受。對於返回一 個流指標則不能連續使用<<操作符。因此，返回一個流物件引用是惟一選擇。這個唯一選擇很關鍵，它說明了引用的重要性以及無可替代性，也許這 就是C++語言中引入引用這個概念的原因吧。 賦值操作符=。這個操作符象流操作符一樣，是可以連續使用的，例如：x = j = 10;或者(x=10)=100;賦值操作符的返回值必須是一個左值，以便可以被繼續賦值。因此引用成了這個操作符的惟一返回值選擇。

在另外的一些操作符中，卻千萬不能返回引用：±*/ 四則運算子。它們不能返回引用，Effective C++[1]的Item23詳細的討論了這個問題。主要原因是這四個操作符沒有side effect，因此，它們必須構造一個物件作為返回值

引用作為返回值，必須遵守以下規則：

（1）不能返回區域性變數的引用。

這條可以參照Effective C++[1]的Item 31。主要原因是區域性變數會在函式返回後被銷燬，因此被返回的引用就成為了"無所指"的引用，程式會進入未知狀態。
（2）不能返回函式內部new分配的記憶體的引用。

這條可以參照Effective C++[1]的Item 31。雖然不存在區域性變數的被動銷燬問題，可對於這種情況（返回函式內部new分配記憶體的引用），又面臨其它尷尬局面。例如，被函式返回的引用只是作為一 個臨時變數出現，而沒有被賦予一個實際的變數，那麼這個引用所指向的空間（由new分配）就無法釋放，造成memory leak。

（3）可以返回類成員的引用，但最好是const。

這條原則可以參照Effective C++[1]的Item 30。主要原因是當物件的屬性是與某種業務規則（business rule）相關聯的時候，其賦值常常與某些其它屬性或者物件的狀態有關，因此有必要將賦值操作封裝在一個業務規則當中。如果其它物件可以獲得該屬性的非常量引用（或指標），那麼對該屬性的單純賦值就會破壞業務規則的完整性。

（4）在函式是操作符過載函式時，不是所有的操作符都可以返回引用（見上面）。

3、常引用（見下面）
4、引用和多型
引用是除指標外另一個可以產生多型效果的手段。這意味著，一個基類的引用可以指向它的派生類例項。

class A;
class B：public A {
};
B b;
A &ref = b; // 用派生類物件初始化基類物件的引用

ref 只能用來訪問派生類物件中從基類繼承下來的成員，是基類引用指向派生類。如果A類中定義有虛擬函式，並且在B類中重寫了這個虛擬函式，就可以通過ref產生多型效果。

4、常引用

常引用宣告方式：const 型別識別符號 &引用名=目標變數名；

常引用的作用：
(1) 用這種方式宣告的引用，不能通過引用對目標變數的值進行修改，達到了引用的安全性。

int a ;
const int &ra = a;
ra = 1; //錯誤
a = 1; //正確

(2) const物件只能由常引用來接收，所以接受const物件的函式，其形參必須宣告為常引用。

假設有如下函式宣告：

string foo( );
void bar(string & s);

那麼下面的表示式將是非法的：

bar(foo( ));
bar("hello world");

原因在於foo( )和"hello world"串都會產生一個臨時物件，而在C++中，這些臨時物件都是const型別的。因此上面的表示式就是試圖將一個const型別的物件轉換為非const型別，這是非法的。

規則
引用型引數應該在能被定義為const的情況下，儘量定義為const 。