c++引用的详细解析

引用

引用的概念和定义

引用的特性

引用的使用

const引用

指针与引用的关系

                                                    引用

1.引用的概念和定义

引用不是新定义一个变量，而是给已经存在的变量取了一个别名，编译器不会为变量开辟内存空间，它和它引用的变量共用同一块内存空间

引用的语法方式为 :类型& 引用别名=引用对象

由上图可知：创建一个变量为a，b和c分别是a的别名，d取了b的别名。但是使用取地址操作时发现，他们的地址是一样的。

2.引用的特性

        1.引用在定义时必须初始化。

        由上图可知：在定义引用时，没初始化操作，编译器会提示报错信息。

        由上图可知：当我们将引用初始化时，就避开了这个错误。

        2.一个变量可以有多个引用

        一个变量可以有多个别名，并且他们的地址都是相等，值也是相等的，相当于改变一个别名的值，就意味着对原有的值进行改变。

        3.引用一旦引用一个实体，再也不能引用其他实体

        当我们已经用一个引用成了一个值的别名，就不能让这个引用成为另一个值的别名

3.引用的使用。

        1.函数交换的场景

        由上图可知可以发现使用指针和引用都可以完成函数交换的功能。使用引用可以不用解引用操作，相对指针来说更为简单。

        由上图可以发现，当我们传一级指针的时候，用指针交换的话我们需要用二级指针来接收，而引用只需要取别名即可完成该函数功能操作。进一步证明了引用带给我们的便利性

        2.引用成函数返回值

        （1）按照函数栈帧的概念，实际上这个x是不存在的，在栈帧中已经被销毁了，它传回来的只是个临时变量，这个临时变量被放在了一个寄存器中，按照函数返回值的原理，因为我们返回的是引用，其中可能返回的是随机值或者是该临时变量值。由编译器决定。

        (2)通过上图我们可以发现，我们这时并没有调用fun2的返回值，而此时y却是123.为什么会导致这样的结果发生呢。因为我们通过函数栈帧的概念，当调用完fun1时它的函数栈帧已经没了，此时空间被销毁了，销毁了这部分空间并不代表已经彻底没了。编译器会将这个空间分给其他的函数，此时刚好调用了fun2，所以才得到123的值。

        (3)我们发现这次并没有出现像上面的情况，因为传引用返回的本质是传回该类型的地址，此时用static进行描述时，因为在出函数栈帧时，该值是不会被销毁的。他一直存在，所以当我们使用引用传参时要确保该地址出函数栈帧是存在的。就不会出现前两种情况所出的问题了。

4.const引用

        1.权限放大

        由图可知创建了一个由const 整型的数据，此时又让其变成一个整形的别名，直接将a本身的const属性弄没了，导致该错误，在c++中称这为权限放大了。

        2.权限缩小

        由图可知我们创建一个整形变量，而后对其整型变量取别名，加了const属性在内，让其多拥有了一个属性，这叫权限缩小。

        3.const引用的例子

        由上图可知创建了一个i为5的整型变量，而后对其取了double别名。我们也会产生好奇为什么一个要取double的别名，怎么也不可能被其使用啊。我们再看下图。我们发现这个问题被解决了。因为i是值拷贝，此时只是一个临时变量在寄存器中，因为临时变量是不能被修改的。没加const就意味着权限扩大，加了const则刚好与其对应，所以下图的方式成立。

5.指针与引用的关系

        1.从语法上，引用是不用开空间的，而指针需要开辟空间。

        2.引用在定义必须时初始化，指针可以不初始化，但是语法上不是必须的。

        3.引用初始化只可以引用一个对象，不能改变；而指针是可以指向其他对象的

        4.引用可以直接访问指向对象，指针需要解引用

        5.在字节大小上也有区别，引用为引用类型的大小，而指针是按照使用多少位平台有关

        6.指针容易出现空指针和野指针的情况，引用则相对安全一些。