C++之 引用（refer）

1. 含义：变量的别名（第二名称）

1. 作用：使用别名访问原名的内存空间，即别名与原名保存同样的内存空间

1. 语法： 数据类型 + & + 别名 + 原名；（int &b=a;）

1. 注意事项：

①引用必须要初始化

对于一个变量a，不能直接写int &b；而需要写int &b=a；

②引用在初始化后不可修改（不可再指向别的内存空间）

1. 引用作函数参数：

作用：函数传参时，可以使用引用使得形参修饰实参

下面以 交换数字 的函数来做说明

void Swap01(int a, int b) 
{  // 值传递，不改变实参
    int tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}

void Swap02(int* a, int* b)
{    // 址传递，改变实参
    int tmp = *a;
    *a = *b;
    *b = tmp;
}

void Swap03(int &a, int &b)
{    // &a直接访问实参中的a空间，实现修改实参的效果
    int tmp = a;
    a = b;
    b = tmp;
}

在一定程度上简化了指针修改实参

1. 引用作函数返回值

作用：可以作为函数的返回值存在

注意：不要返回局部变量引用

①如果返回了局部变量引用

int& test01()
{
    int a = 10;    
    return a;    // a作为局部变量，在栈区 ，函数运行完即销毁，这里仍返回
}
int main()
{

    int& ref1 = test01();
    cout << "ref= " << ref1 << endl; // 第一次编译器做了保留，仍能打印
    cout << "ref= " << ref1 << endl; // 第二次即销毁 
}

②作为函数左值

int& test02()
{
    static int a = 10;
    return a;    // a作为静态变量，在全局区，程序运行完由系统释放
}
int main()
{
    int& ref2 = test02();
    cout << "ref= " << ref2 << endl;  
    cout << "ref= " << ref2 << endl;
    cout << "ref= " << ref2 << endl; // a在静态区，无论打印多少次，数据都存在
    cout << "ref= " << ref2 << endl; 

    test02() = 1000;    // 函数作左值，返回引用
//等价于 a = 1000; 在原名上直接修改
    cout << "ref= " << ref2 << endl;// 在别名上访问
    cout << "ref= " << ref2 << endl;
    cout << "ref= " << ref2 << endl;
    cout << "ref= " << ref2 << endl;
}

1. 引用的本质

本质：在C++内部，引用的实现即一个指针常量

例①

int main()
{
    int a = 101;

    int& ref = a;// 这里相当于 int *const ref = &a; 即ref是一个指针
    ref = 202;    // 这里即 *ref = 202; 不过是编译器自动实现解引用*改变a，不需要我们写*
    
    cout << ref << endl;
    cout << a << endl;
    return 0;
}

例②

void func(int& ref) // 相当于 int* const ref = &a;
{
    ref = 303; // ref引用，自动转化为 *ref = 303;
}
int main()
{
    int a = 101;
    func(a);
    cout << a << endl;
    return 0;
}

总结：推荐使用，较为方便

1. 常量引用

作用：用来修饰形参，防止误操作

在具体的函数形参列表中，可以加上const以防止形参改变实参

①例

对于这两段代码是可行的

    int a = 10;    // 先创建变量 a ，再对a引用
    int& ref1 = a;

而这个不可行

    int& ref2 = 20; // 直接引用一串数字 20

引用需要一块合法的内存空间

而在此基础上，加上const

    const int& ref3 = 30;
    // 相当于 int tmp = 30; const int& ref3 = tmp;

此时的ref3是一个临时空间，我们无法直接访问，因此无法再修改

②具体的使用场景

void Print(int& ref)
{
    cout << "a= " <<ref<< endl;
}
int main()
{

    int a = 10;
    Print(a);
}

对于这样一个打印函数，引用作函数参数，正常情况下，只打印a的数据

但是，如果在函数内加上赋值

void Print(int& ref)
{
    ref = 20; // 不小心赋值
    cout << "a= " <<ref<< endl;
}

则将改变a的值，而该函数只为了实现打印功能而不是修改，这就造成误操作

因此，在引用上加const

void Print(const int& ref)
{
    ref = 20;
    cout << "a= " <<ref<< endl;
}

直接报错，编译不通过，这就实现了防止误操作的功能