关于引用的思考

最新推荐文章于 2022-08-15 23:41:07 发布

宅教授

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分类专栏： C++ 文章标签： c++ 指针引用

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关于引用的思考

什么是引用

引用是一种自动解引用的常指针。由于它是一个常指针，所以必须在定义的时候就进行初始化。同样由于它是常指针，所以我们不能改变其指向，也不能使用它来迭代访问数组、链表等。

必要性

首先，引用是C++对于指针的扩展，他们为什么要扩展呢？是因为指针不好用，还是因为有些事指针做不来呢？因此我会讨论并弄明白，引用对于C++是否有必要性。

如果引用没有必要性，也就是说它能做的事，指针照样都能做，最多就是麻烦点呗。那么我们就可以断言结论：“尽量使用引用，只有在无法使用引用的地方才使用指针”，因为如果尽量使用指针，那么引用将失去其存在的意义。然而事实并非如此，引用对于C++是有必要性的，也就是说，有些地方只能使用引用。因此有了下图所示的局面。

那么有哪些地方只能使用引用呢？
答：拷贝构造函数，运算符重载函数的参数及返回值。

另外，为了讨论的完整性，以下是那些只能使用指针的情况：

你需要存在不指向任何对象的可能。
你需要能够在不同的时刻指向不同的对象。

对于它们都可以处理的情况我们该作何选取呢？首先，让我们看一个例子：

int a;
... // 一些操作
func(a);

在C语言中，如果你看到如上代码，那么你可以断言，你的变量a不会被修改。然而在C++中如果使用了引用，那么你就不能如此确信了。因此引用的出现在这种情况下破坏了C语言原有的阅读性。在C语言中如果一个函数想要修改你的变量，那么你需要显示地对你的变量取地址，另外，编译器也会帮你检查是否有对变量取地址。因此，至少在一般情况下，我强烈不建议使用引用。

所以我的结论是，能不使用引用就不使用引用。即让引用去只有它能去的地方，以前的事让以前的人来干。

细节

// 指针形式
void func(const int *a);    // 函数声明
func(1);                    // 函数调用
// 引用形式
void func(const int &a);    // 函数声明
func(1);                    // 函数调用

对于指针形式的调用，编译器将会报错：error: invalid conversion from 'int' to 'const int*'。但对于引用形式的调用，编译器就不会报错，而是创建一个临时变量来存储常量值，然后再将临时变量的引用传递给函数。对于上例中的引用形式，在实际中我们不会写出这样的代码，然而我们可能会写出如下模板，然后使用int将其实例化：

template <typename T>
class stack{
    ... // 其它内容
public:
    bool push(const T& a)
    {
        ... // 一些操作
    }
};

stack<int> s;
s.push(1);

实际上stl就是这样的。

常见错误理解

对数组来说，引用可以保存数组的维数，而指针不能。
解释：这是因为你对指针还不够了解。
sizeof(reference)得到的是所引用的变量(对象)的大小，而sizeof(pointer)得到的是指针本身的大小。
解释：那是因为你没有对指针解引用，sizeof(*pointer)得到就是所指向的变量(对象)的大小。你忘了即使是自动解引用也是解了引用的。