本文深入探讨C++中引用参数和引用返回值的使用方法及效率提升原理，通过多个实例对比不同场景下引用与值传递的区别。
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经常看到这样的声明：T& func(T& t)，这种声明和T func(T t)有什么区别？书上的解释是为了提高效率，究竟是如何提高效率的呢？内部执行了什么操作？本文通过8个小例子对引用参数和引用返回进行了一次彻底的排查。
首先看一下在类的成员函数中的引用参数和引用返回值：
这个类很简单，只有一个成员变量x，并且定义了默认构造函数、拷贝构造函数、析构函数和赋值函数。为了能够更清楚地看到哪个拷贝构造函数与赋值函数是否被调用，在这两个函数中添加了一些输出信息。
类中还定义了四个成员函数，下面分别分析这四个函数的执行情况。
(1) 在main()函数中调用func1()：
(2) 在main()函数中调用func2()以与func1()对比：
结果什么也没有输出。
这是由于传入的是一个引用参数，因此在函数内部不需要产生一个临时对象来保存对象信息，因此不会调用拷贝构造函数。这就是引用参数的作用，减少一次对象的拷贝，提高了函数的效率。
(3) 在main()函数中调用func3()：
为什么会输出"Copy"呢？这是因为函数采用的是值返回，因此为了保存返回值，需要先创建一个临时对象，然后调用类的拷贝构造函数将*this的内容拷贝到这个临时对象中，再将临时对象返回。最后通过赋值函数将该临时对象的内容赋值给新对象。
(4) 在main()函数中调用func4()以与func3()对比：
只调用了赋值函数，这是引用函数采用的是引用返回，因此直接返回对象自身的引用*this，不需要创建临时对象来保存对象信息，因此不会调用拷贝构造函数。最后通过赋值函数直接将对象本身的内容赋值给新对象。这就是引用返回值的作用，减少了一次对象的拷贝，提高了函数的效率。
总结一下：在类的成员函数中，使用引用参数和引用返回值都不需要产生临时对象，减少了一次对象的拷贝，提高了函数的效率。
那么，如果将参数作为返回值返回，并且用引用接收返回值将会产生什么效果呢？下面定义四个全局函数：
(5) 在main()函数中调用func5()：
func5()采用了引用参数，并且以引用返回值的方式返回了该参数，因此a2是a1的一个引用，对a1的任何改变都会反映到a2上，所以a1、a2的成员变量x的值相同。
(6) 在main()函数中调用func6()：
编译的时候会报一个警告：
警告的意思就是返回了一个局部变量的引用，这种用法实际上是错误的。局部变量在函数返回前就会被释放，因此实际上a2引用到的一块不可知的内存，这从输出的a2.x的值"4198610"也可以看出来。至于输出"Copy"，是因为采用的是值参数，上面已经讨论过，这里不再赘述。
(7) 在main()函数中调用func7()：
这是一种比较特殊的用法，由于func7()采用的是值返回，因此在函数返回前将会产生一个临时对象，并执行一次拷贝构造函数。这样相当于a2引用了一个临时对象。前面曾经说过，临时对象将会在函数返回前被释放，但是为什么这里输出的结果是正常的呢？这是一种特殊情况，C++规定，如果有临时对象有一个引用，那么这个临时对象的生存期将延长到和这个引用相同。这样就可以解释上面的输出结果了：a2引用了一个临时对象，而不是引用了a1，因此a1的任何改变不会影响到a2。
注意：在VC编译环境下，const A& a2 = func7(a1);这行语句前面可以不加"const"，但是在g++或者其他版本的编译器中不加"const"将会产生编译错误。加上"const"更加符合C++标准的规定，因为临时对象不可见，不允许通过该引用来改变临时对象的内容。
(8) 在main()函数中调用func8()：
通过以上的分析，对这个输出结果也就很好理解了：由于采用的是值参数，因此在函数体执行前会调用一次拷贝构造函数；采用的是值返回值，因此在函数返回前又会调用一次拷贝构造函数，这就是前两个"Copy"的由来。另外，a2引用的是一个临时对象，而不是引用了a1，因此a1的任何改变不会影响到a2。
总结一下：
如果使用引用接收引用返回值，则返回的引用必须具有较长的生存期，不可以引用局部变量。
如果使用引用接收值返回值，则引用了一个临时对象，该对象的生存期将延长到和这个引用相同。
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舉一個簡單的例子
int & B(int &n)
{
n++;
return n;
}
int main()
{
int a = 10;
int & b = B(a); // 調用 B, 傳遞的是 a 的引用
// 到了 B 裏, n 就是指 a,
// return n; 就相當是 return a;
// 返回到 b 的就是 a 的引用, b 就是 a
// 對 n 和 b 的操作會直接影響 a, 因爲它們是同一個東西.
cout << b << endl;
cout << a << endl;
}
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對於
int A(int n)
{
return n;
}
這裏如果是 int c =A(a); 這樣調用, n 不是 a, 而是一個 a 的副本 (複製值)
返回的只是一個值"副本", 沒有引用任何東西, 對於原始的 a 沒有任何影響
C++中，返回引用是一个比较晦涩的概念。在书中，对此仅仅做了一个一般的介绍，并没有展开。我觉得有必要对此进行一定的展开。
（1）首先，返回引用，要求在函数的参数中，包含有以引用方式或指针方式存在的，需要被返回的参数。比如：
int& abc(int a,intb,
int c, int& result){
result = a + b + c;
return result;
}
这种形式也可改写为：
int& abc(int a,intb,
int c, int *result){
*result = a + b + c;
return *result;
}
但是，如下的形式是不可以的：
int& abc(int a,intb,
int c){
return a + b + c;
}
（2）由于返回值直接指向了一个生命期尚未结束的变量，因此，对于函数返回值（或者称为函数结果）本身的任何操作，都在实际上，是对那个变量的操作，这就是引入const类型的返回的意义。
当使用了const关键字后，即意味着函数的返回值不能立即得到修改！如下代码，将无法编译通过，这就是因为返回值立即进行了++操作（相当于对变量z进行了++操作），而这对于该函数而言，是不允许的。如果去掉const，再行编译，则可以获得通过，并且打印形成z
= 7的结果。
include <iostream>
include <cstdlib>
const int& abc(int a, intb,
int c, int& result){
result = a + b + c;
return result;
}
int main() {
int a = 1; int b = 2; intc=3;
int z;
abc(a, b, c)++;
cout << "z=" << z<< endl;
SYSTEM("PAUSE");
return 0;
}
看到const 关键字，C++程序员首先想到的可能是const 常量。这可不是良好的条件反射。如果只知道用const 定义常量，那么相当于把火药仅用于制作鞭炮。const 更大的魅力是它可以修饰函数的参数、返回值，甚至函数的定义体。
const 是constant 的缩写，“恒定不变”的意思。被const 修饰的东西都受到强制保护，可以预防意外的变动，能提高程序的健壮性。所以很多C++程序设计书籍建议：“Use const whenever you need”。
1.用const 修饰函数的参数
如果参数作输出用，不论它是什么数据类型，也不论它采用“指针传递”还是“引用传递”，都不能加const 修饰，否则该参数将失去输出功能。const 只能修饰输入参数：
如果输入参数采用“指针传递”，那么加const 修饰可以防止意外地改动该指针，起到保护作用。
例如StringCopy 函数：
void StringCopy(char *strDestination, constchar *strSource);
其中strSource 是输入参数，strDestination 是输出参数。给strSource 加上const修饰后，如果函数体内的语句试图改动strSource 的内容，编译器将指出错误。
如果输入参数采用“值传递”，由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该输入参数本来就无需保护，所以不要加const 修饰。
例如不要将函数void Func1(int x) 写成void Func1(const int x)。同理不要将函数void Func2(Aa) 写成void Func2(const A a)。其中A 为用户自定义的数据类型。
对于非内部数据类型的参数而言，象voidFunc(A a) 这样声明的函数注定效率比较底。因为函数体内将产生A 类型的临时对象用于复制参数a，而临时对象的构造、复制、析构过程都将消耗时间。
为了提高效率，可以将函数声明改为void Func(A &a)，因为“引用传递”仅借用一下参数的别名而已，不需要产生临时对象。但是函数void Func(A&a) 存在一个缺点：
“引用传递”有可能改变参数a，这是我们不期望的。解决这个问题很容易，加const修饰即可，因此函数最终成为void Func(const A &a)。
以此类推，是否应将void Func(int x) 改写为void Func(const int &x)，以便提高效率？完全没有必要，因为内部数据类型的参数不存在构造、析构的过程，而复制也非常快，“值传递”和“引用传递”的效率几乎相当。
问题是如此的缠绵，我只好将“const &”修饰输入参数的用法总结一下。
对于非内部数据类型的输入参数，应该将“值传递”的方式改为“const 引用传递”，目的是提高效率。例如将void Func(A a) 改为void Func(const A &a)。
对于内部数据类型的输入参数，不要将“值传递”的方式改为“const 引用传递”。否则既达不到提高效率的目的，又降低了函数的可理解性。例如void Func(int x) 不应该改为void Func(const int&x)。
2 .用const
修饰函数的返回值
如果给以“指针传递”方式的函数返回值加const 修饰，那么函数返回值（即指针）的内容不能被修改，该返回值只能被赋给加const修饰的同类型指针。例如函数
const char * GetString(void);
如下语句将出现编译错误：
char *str = GetString();
正确的用法是
const char *str = GetString();
如果函数返回值采用“值传递方式”，由于函数会把返回值复制到外部临时的存储单元中，加const 修饰没有任何价值。
例如不要把函数int GetInt(void) 写成const int GetInt(void)。
同理不要把函数A GetA(void) 写成const AGetA(void)，其中A 为用户自定义的数据类型。
如果返回值不是内部数据类型，将函数A GetA(void) 改写为const A & GetA(void)的确能提高效率。但此时千万千万要小心，一定要搞清楚函数究竟是想返回一个对象的“拷贝”还是仅返回“别名”就可以了，否则程序会出错。
函数返回值采用“引用传递”的场合并不多，这种方式一般只出现在类的赋值函数中，目的是为了实现链式表达。
例如：
class A
{
A & operate = (const A &other); // 赋值函数
};
A a, b, c; // a, b, c 为A 的对象
a = b = c; // 正常的链式赋值
(a = b) = c; // 不正常的链式赋值，但合法
如果将赋值函数的返回值加const 修饰，那么该返回值的内容不允许被改动。上例中，语句 a = b = c 仍然正确，但是语句 (a = b) = c 则是非法的。
3. const 成员函数
任何不会修改数据成员(即函数中的变量)的函数都应该声明为const 类型。如果在编写const 成员函数时，不慎修改了数据成员，或者调用了其它非const 成员函数，编译器将指出错误，这无疑会提高程序的健壮性。以下程序中，类stack 的成员函数GetCount 仅用于计数，从逻辑上讲GetCount 应当为const 函数。编译器将指出GetCount 函数中的错误。
class Stack
{
public:
void Push(int elem);
int Pop(void);
int GetCount(void) const; // const 成员函数
private:
int m_num;
int m_data[100];
};
int Stack::GetCount(void) const
{
++ m_num; // 编译错误，企图修改数据成员m_num
Pop(); // 编译错误，企图调用非const 函数
return m_num;
}
const 成员函数的声明看起来怪怪的：const 关键字只能放在函数声明的尾部，大概是因为其它地方都已经被占用了。
关于Const函数的几点规则：
a. const对象只能访问const成员函数,而非const对象可以访问任意的成员函数,包括const成员函数.
b. const对象的成员是不可修改的,然而const对象通过指针维护的对象却是可以修改的.
c. const成员函数不可以修改对象的数据,不管对象是否具有const性质.它在编译时,以是否修改成员数据为依据,进行检查.
e. 然而加上mutable修饰符的数据成员,对于任何情况下通过任何手段都可修改,自然此时的const成员函数是可以修改它的
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