C++核心编程——2 引用

2.1 引用的基本使用

作用： 给变量起别名

语法： 数据类型 &别名 = 原名

示例：

int main() {

	int a = 10;
	int &b = a;

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	b = 100;  //用别名b控制变量a

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

2.2 引用注意事项

• 引用必须初始化

• 引用在初始化后，不可以改变

示例：

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;
	//int &c; //错误，引用必须初始化
	int &c = a; //一旦初始化后，就不可以更改
	c = b; //这是赋值操作，不是更改引用

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

2.3 引用做函数参数

作用：函数传参时，可以利用引用的技术让形参修饰实参

优点：可以简化指针修改实参

示例：

//1. 值传递
void mySwap01(int a, int b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//2. 地址传递
void mySwap02(int* a, int* b) {
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}

//3. 引用传递
void mySwap03(int& a, int& b) {    // 传入的形参是引用
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;

	mySwap01(a, b);
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;

	mySwap02(&a, &b);
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;

	mySwap03(a, b);           // 直接用变量名做传入参数
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

值传递--地址传递--引用传递

 值传递：在子函数中重新开辟一段空间用于执行程序；

地址传递：传递的数据是地址，在子函数中直接对地址进行解引用，从而改变该地址指向的值；

引用传递：本质上就是在原始的数据上修改（本身引用只是一个别名），直接修改参数；

2.4 引用做函数返回值

作用：引用是可以作为函数的返回值存在的

注意：不要返回局部变量引用

用法：函数调用作为左值

示例：

//返回局部变量引用--不可用
int& test01() {  //用引用的方式进行返回
	int a = 10; //局部变量，存放在栈区中，在test函数执行之后就释放了
	return a;
}

//返回静态变量引用--可用
int& test02() {
	static int a = 20;   //静态变量，存放在全局区，在整个程序结束后系统释放
	return a;
}

int main() {

	//不可返回局部变量的引用
	int& ref = test01();
	cout << "ref = " << ref << endl;  //第一次输出不会有问题（编译器保存了一次）
	cout << "ref = " << ref << endl;  //打印乱码（a的内存已经释放）

	//可返回静态变量引用
	int& ref2 = test02();                 //ref本身就是a的别名   
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;   //打印多少次都不会出错

    //如果函数的返回值是引用，那这个函数调用可以作为左值
	test02() = 100;   // test02()返回的就是a本身，相当于a=1000
                       //原名test02()赋值为1000，再用别名ref2进行访问输出
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

2.5 引用的本质

本质：指针常量.（指针的指向不可以修改，但是指针指向的值是可以修改的）

示例：

//发现是引用，转换为 int* const ref = &a;
void func(int& ref){
	ref = 100; // ref是引用，转换为*ref = 100
}
int main(){
	int a = 10;
    
    //自动转换为 int* const ref = &a; 指针常量是指针指向不可改，也说明为什么引用不可更改
    //相当于一个指针，而指针指向的就是a的地址（const修饰，指针的指向是固定的，但是指向的值可修改）
	//引用一旦初始化就不可以发生改变，本质是因为const
    int& ref = a; 
	ref = 20; //内部发现ref是引用，自动帮我们转换为: *ref = 20;
    
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "ref:" << ref << endl;  //访问时候也默认为指针解引用
    
	func(a);
    system("pause");
	return 0;
}

结论：C++推荐用引用技术，因为语法方便，引用本质是指针常量，但是所有的指针操作编译器都帮我们做了

2.6 常量引用 

作用：常量引用主要用来修饰形参，防止误操作

在函数形参列表中，可以加==const修饰形参==，防止形参改变实参

示例：

//引用使用的场景，通常用来修饰形参
void showValue(const int& v) {
	//v += 10;     //常量引用做形参时函数内不可修改
    //如果形参是void showValue(int& v) 则表示引用传递，可以做值修改
	cout << v << endl;
}

int main() {

	//int& ref = 10;  引用本身需要一个合法的内存空间，因此这行错误
	//加入const就可以了，编译器优化代码，int temp = 10; const int& ref = temp;
	const int& ref = 10;    
    //编译器自动帮你分配了一段空间，只是我们不知道（类似于temp），只能用别名ref操作

	//ref = 100;  //加入const后变为只读，不可以修改变量
	cout << ref << endl;

	//函数中利用常量引用防止误操作修改实参
	int a = 10;
	showValue(a);

	system("pause");

	return 0;
}