C++要点摘录(二)C++中的引用

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本文详细介绍了C++中引用的概念及其使用方法，包括普通引用、常量引用的特点及应用场景，对比了引用与指针的区别，并解释了引用在函数参数、返回值中的应用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

C++中的引用

变量名：

变量是一段连续存储空间的别名

程序中通过变量来申请并命名存储空间

通过变量的名字可以使用存储空间

C++中新增加了引用的概念

引用可以看做一个已定义变量的别名

引用语法：Type& name = var；

普通引用在声明时必须用其他的变量进行初始化，两者的地址相同，不能使用常量进行初始化（const除外）

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 4;
    int& b = a;
    
    b = 5;
    
    printf("a = %d\n", a);//a = 5
    printf("b = %d\n", b);//b =5
    printf("&a = %08X\n", &a);//&a = 0x0028FF18
    printf("&b = %08X\n", &b);//&b = 0x0028FF18
    
    printf("Press enter to continue ...");
    getchar();	
    return 0;
}

引用的意义：

引用作为其他变量的别名而存在，因此在一些场合可以替代指针

引用相对于指针来说具有更好的可读性和实用性

引用和指针的区别：

引用是某块内存的别名；指针指向一块内存，它的内容是所指内存的地址

引用只能在定义时被初始化一次，之后不可变；指针可变

引用不能为空，指针可以为空；

“sizeof 引用”得到的是所指向的变量(对象)的大小，而“sizeof 指针”得到的是指针本身(所指向的变量或对象的地址)的大小；

指针和引用的自增(++)运算意义不一样；

#include <stdio.h>

void swap(int& a, int& b)
{
    int t = a;
    a = b;
    b = t;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 4;
    int b = 5;
    
    swap(a, b);
    
    printf("a = %d\n", a);//a = 5
    printf("b = %d\n", b);//b = 4 
    
    printf("Press enter to continue ...");
    getchar();	
    return 0;
}

引用作为函数参数的时候，可以不进行初始化

const引用

在C++中可以声明const引用

const Type& name = var

const 引用让变量拥有只读属性，不能作为左值

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 4;
    const int& b = a;
    int* p = (int*)&b;
    
    //b = 5; 报错，不能做左值
    
    *p = 5;
    
    printf("a = %d\n", a);//a = 5
    printf("b = %d\n", b);//b = 5
    
    printf("Press enter to continue ...");
    getchar();	
    return 0;
}

当使用常量对const引用进行初始化时，C++编译器会为常量值分配空间，并将引用名作为这段空间的别名

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    const int& b = 1;//可以使用常量对常引用进行初始化，编译器为1分配了int空间，b是四个字节连续空间的别名
    //int& b = 1;//使用常量对一般引用进行初始化会报错
    int* p = (int*)&b;//说明b是只读变量
    
    //b = 5;
    
    *p = 5;
    
    printf("b = %d\n", b);//b是只读变量，所以不在符号表中取值，如果是const int b =1，那么会在符号表中取值，打印b =1
    
    printf("Press enter to continue ...");
    getchar();	
    return 0;
}

const引用可以绑定不同类型的对象和右值。
非const引用只能绑定与对象同类型的对象且不能绑定const对象和右值。

    char c = 'c';
    char& rc = c;
    const int& trc = c

相当于：

int temp = c;
const int &trc = temp;

引用有自己的存储空间吗？？？

#include <stdio.h>

struct TRef
{
    int& a;
    int& b;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("sizeof(TRef) = %d\n", sizeof(TRef));//打印8
    
    printf("Press enter to continue ...");
    getchar();	
    return 0;
}

事实证明是有的……WHY？

引用在C++中的内部实现是一个常指针

Type& name<---->Type* const name

注意：C++编译器在编译过程中使用常指针作为引用的内部实现，因此引用所占用的空间大小与指针相同

从使用的角度，引用会让人误会其只是一个别名，没有自己的存储空间。这是C++为了实用性而做出的细节隐藏

void f（int& a）{a=5；} 《======》void f（int * const a）{ *a = 5； }

#include <stdio.h>

struct TRef
{
    int& a;
    int& b;
    int& c;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    int a = 1;
    int b = 2;
    int c = 3;
    TRef rA = {a, b, c};
    
    printf("&a = %08X\n", &a);
    printf("&b = %08X\n", &b);
    printf("&c = %08X\n", &c);
    printf("&rA = %08X\n", &rA);
    printf("sizeof(TRef) = %d\n", sizeof(rA));
    
    printf("Press enter to continue ...");
    getchar();	
    return 0;
}

当函数返回值为引用时

若返回栈变量：不能成为其他引用的初始值（局部变量内存被释放），不能作为左值使用

若返回静态变量或全局变量：可以成为其他引用的初始值，即可作为右值使用，也可作为左值使用

#include <stdio.h>

int& f()
{
    static int a = 0;
    
    return a;
}

int& g()
{
    int a = 0;//会有警告，返回局部变量
    
    return a;
}

int main()
{
    int a = g();
    int& b = g();
    
    f() = 10;
    
    printf("a = %d\n", a);//a = 0;
    printf("b = %d\n", b);//b = -2;因为b是内存空间别名，函数结束，局部变量释放，内存空间也就释放了
    printf("f() = %d\n", f());
    
    printf("Press enter to continue ...");
    getchar();	
    return 0;
}