C++引用的详细解释

编辑: admin 分类: c#语言 发布时间: 2021-12-12 来源:互联网
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  • 一、C++ 引用
    • 1.规则
    • 2.应用
    • 3.引用提高
      • 1.可以定义指针的引用,但不能定义引用的引用。
      • 2.可以定义指针的指针,不能定义引用的指针。
      • 3.可以定义指针数组,但不能定义引用数组,可以定义数组引用。
      • 4.常引用
    • 4.常引用原理
      • 5.const的好处
        • 6.引用的本质浅析
        • 总结

          一、C++ 引用

          变量名,本身是一段内存的引用,即别名(alias)。此处引入的引用,是为己有变量起一个别名。

          声明如下

          int main()
          {
          	int a;
          	int &b = a;
          }
          

          1.规则

          1.引用没有定义,是一种关系型声明。声明它和原有某一变量的关系。类型与原有类型保持一致,且不分配内存。与被引用的变量有相同的地址。

          2.声明的时候必须初始化,一经声明,不可变更。

          3.可对引用,再次引用。多次引用的结果,是某一个变量具有多个别名。

          4.&符号前面有数据类型时,是引用。其他均为取地址。

          #include <iostream>
          using namespace std;
          int main()
          {
          	int a,b;
          	int &r = a;
          	int &r = b; //错误,不可更改原有的引用关系
          	float &rr = b; //错误,引用类型不匹配
          	cout<<&a<<&r<<endl; //变量与引用具有相同的地址。
          	int &ra = r; //可对引用更次引用,表示 a 变量有两个别名,分别是 r 和 ra
          }
          

          输出结果

          2.应用

          1.值作函数参数

          void swap(int a, int b); //无法实现两数据的交换
          void swap(int *p, int *q); //开辟了两个指针空间实现交换
          

          2.引用作函数参数

          #include <iostream>
          using namespace std;
          void swap(int &a, int &b){
          	int tmp;
          	tmp = a;
          	a = b;
          	b = tmp;
          }
          int main(){
          	int a = 3,b = 5;
          	cout<<"a = "<<a<<"b = "<<b<<endl;
          	swap(a,b);
          	cout<<"a = "<<a<<"b = "<<b<<endl;
          	return 0;
          }
          

          输出结果

          c++中引入引用后,可以用引用解决的问题。避免用指针来解决。

          3.引用提高

          引用的本质是指针,C++对裸露的内存地址(指针)作了一次包装。又取得指针的优良特性。所以再对引用取地址,建立引用的指针没有意义

          1.可以定义指针的引用,但不能定义引用的引用。

          int a;
          int* p = &a;
          int*& rp = p; // ok
          int& r = a;
          int&& rr = r;//error
          

          例子:

          #include <iostream>
          using namespace std;
          void swap(char *pa,char *pb)
          {
          	char *t;
          	t=pa;
          	pa=pb;
          	pb=t;
          }
          void swap2(char **pa,char **pb)
          {
          	char *t;
          	t=*pa;
          	*pa=*pb;
          	*pb=t;
          }
          void swap3(char *&pa,char *&pb)//指针的引用
          {
          	char *t;
          	t=pa;
          	pa=pb;
          	pb=t;
          }
          int main()
          {
          	char *pa="china";
          	char *pb="america";
          	cout<<"pa"<<pa<<endl;
          	cout<<"pb"<<pb<<endl;
          	//swap(pa,pb);
          	//swap2(&pa,&pb);
          	swap3(pa,pb);
          	cout<<"pa"<<pa<<endl;
          	cout<<"pb"<<pb<<endl;
          	return 0;
          }
          

          输出结果

          2.可以定义指针的指针,不能定义引用的指针。

          int a;
          int* p = &a;
          int** pp = &p; // ok
          int& r = a;
          int&* pr = &r; // error
          

          3.可以定义指针数组,但不能定义引用数组,可以定义数组引用。

          int a, b, c;
          int* parr[] = {&a, &b, &c}; // ok
          int& rarr[] = {a, b, c}; // error
          int arr[] = {1, 2, 3};
          int (&rarr)[3] = arr; // ok
          

          4.常引用

          const 引用有较多使用。它可以防止对象的值被随意修改。因而具有一些特性。

          (1)const 对象的引用必须是 const 的,将普通引用绑定到 const 对象是不合法的。

          这个原因比较简单。既然对象是 const 的,表示不能被修改,引用当然也不能修改,必须使用 const 引用。实际上,const int a=1; int &b=a;这种写法是不合法的,编译不过。

          (2)const 引用可使用相关类型的对象(常量,非同类型的变量或表达式)初始化。

          这个是const 引用与普通引用最大的区别。const int &a=2;是合法的。double x=3.14; const int&b=x;也是合法的。

          4.常引用原理

          const 引用的目的是,禁止通过修改引用值来改变被引用的对象。const 引用的初始化特性较为微妙,可通过如下代码说明

          double val = 3.14;
          const int &ref = val; // int const & int & const ??
          double & ref2 = val;
          cout<<ref<<" "<<ref2<<endl;
          val = 4.14;
          cout<<ref<<" "<<ref2<<endl;
          

          上述输出结果为 3 3.14 和 3 4.14。因为 ref 是 const 的,在初始化的过程中已经给定值,不允许修改。而被引用的对象是 val,是非 const 的,所以 val 的修改并未影响 ref 的值,而 ref2 的值发生了相应的改变。

          那么,为什么非 const 的引用不能使用相关类型初始化呢?实际上,const 引用使用相关类型对象初始化时发生了如下过程:

          int temp = val;
          const int &ref = temp;
          

          如果 ref 不是 const 的,那么改变 ref 值,修改的是 temp,而不是 val。期望对 ref 的赋值会修改 val 的程序员会发现 val 实际并未修改。

          int i=5;
          const int & ref = i+5;
          //此时产生了与表达式等值的无名的临时变量,
          //此时的引用是对无名的临时变量的引用。故不能更改。
          cout<<ref<<endl;
          

          5.const的好处

          1,使用 const 可以避免无意修改数据的编程错误。

          2,使用 const 可以处理 const 和非 const 实参。否则将只能接受非 const 数据。

          3,使用 const 引用,可使函数能够正确的生成并使用临时变量(如果实参与引用参数不匹配,就会生成临时变量)

          6.引用的本质浅析

          1.大小与不可再引用

          struct TypeP
          {
          	char *p;
          };
          struct TypeC
          {
          	char c;
          };
          struct TypeR
          {
          	char& r; //把引用单列出来,不与具体的对象发生关系
          };
          int main()
          {
          	printf("%d %d %d\n",sizeof(TypeP),sizeof(TypeC),sizeof(TypeR));
          	return 0;
          }
          

          输出结果

          结论:引用的本质是,是对常指针 type * const p 的再次包装。

          1、const int *pi                                   指向常量的指针。
          2、int * const pi                                  指针本身是一个常量,称为“指针常量”、“常指针”。
          3、const int * const pi                       指向常量的指针常量。
          

          总结

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