C++之引用

引用：

1.引用的定义：

类型& 引用变量名称 = 变量名称

注意：&和类型结合称之为引用符号，不是取地址符号

那么引用到底是什么意思呢？其实引用代表着别名的意思。接下来结合具体实例来解释

int mian()
{
    int a=10;
    int b=a;
    int& c=a;
    return 0;
}

我们定义一个整形变量a=10；我们再定义一个变量b=a，注意这个b是占用内存空间的，b的值为a的值，同为10，但是我们用一个c去引用a时，c不开辟空间，只是给变量a取了一个别名，c就是变量a，c的值为变量a的值，为10；

2.引用的特点

1.定义引用时必须初始化

int main()
{
    int a=10;
    int &x;//error
    return 0;
}

像上面这种情况就是错误的，我们在定义一个引用时必须要初始化，到底是谁的别名。

2.没有空引用

我们都知道，指针有空指针，那么引用有没有空引用呢？就是： int &y=NULL;我们的引用时没有所谓的空引用的。

3.没有引用的引用，即二级引用

int main()
{
    int a=10;
    int &b=a;//ok
    int &&c=b;//error 没有引用的引用
}

注意：引用不需要空间，引用定义时被初始化，之后不可以改变

我们举例说明

int main()
{
    int a=10,b=20;
    int &c=a;
    //我们现在不想让c引用a了，想让c引用b
    c=b;
    //这种想法是错误的，因为我们在引用定义时必须初始化，之后是不可以改变的。
    //这里的c=b，只是让c的值由原来的10变成了20，即a的值由原来的10变成了20。
    return 0;
}

3.常引用（const 引用）

我们的常引用也被称为万能引用，因为常引用不仅可以引用变量，还可以引用字面常量。我们先说常引用引用普通变量：

int main()
{
	int a = 10;
	const int& y = a;
	y = 20;//error
	return 0;
}

看上边的代码，我们用一个常引用y去引用普通变量a，这种情况是可以的，只不过我们不可以通过y去改变变量a的值。我们发现const int&和我们上一篇文章中的const和指针关系中的const int *有点类似，还有int *const，那么int& const可不可编译通过呢？

int main()
{
	int a = 10;
	int& const x = a;//ok
	x = 20;//ok
	return 0;
}

这种情况是可以的，只不过这种情况就相当于普通引用了 ,那还不如直接写int &x=a;二者是相同的。

常引用引用字面常量：

int main()
{
    const int& z = 10;//ok
	//原理：创建一个临时的tmp
	//int tmp=10;
	//const int &z=tmp;
    return 0;
}

我们用常引用直接引用10，这种情况是可以的， 其原理是先创建一个临时的变量tmp，令tmp等于10，再用常引用去引用tmp；

常引用引用常变量

int main()
{
    const int b=10;
    const int &f=b;
    return 0;
}

4.引用作为形参代替指针 

在C语言中，我们经常用指针作为函数的形参，比如我们写一个交换函数：

void myswap(int* a, int* b)
{
	assert(a != NULL && b != NULL);
	int tmp = *a;
	*a = *b;
	*b = tmp;
}
int main()
{
	int a = 10, b = 20;
	myswap(&a, &b);
	cout << a <<" " << b << endl;
	return 0;
}

结果：

我们有了引用之后，要慢慢学会用引用作为形参代替指针，那么上面代码我们用引用的写法如下：

void my_swap(int& a, int& b)
{
	int tmp = a;
	a = b;
	b = tmp;
}
int main()
{
	int a = 10, b = 20;
	my_swap(a, b);
	cout << a <<" " << b << endl;
	return 0;
}

 运行结果：

得到了相同的结果，但是我们会发现用引用会比指针有很多优点，比如因为不存在空引用，所以我们进入函数的时候不需要判空。

5.其他引用形式：

int main()
{
    int a=10,b=20;
    int ar[5]={1,2,3,4,5};
    int *p=&a;
    int*&rp=p;//引用指针
    int &x=ar[0];
    int(&br)[5]=ar;//引用数组
    return 0;
}

注意：引用指针时，不能写成int &*rp=p。

6.引用与指针的区别

1.从语法规则上

   1.1指针变量存储某个实例（变量或对象）的地址；引用是某个实例的别名

  程序为指针内存分配内存区域；而不为引用分配内存区域

  1.2解引用是指针使用时要在前面加“*”，引用可以直接使用

  1.3指针变量的值可以发生改变，存储不同实例的地址；引用在定义时就被初始化，之后无法改变。

  1.4指针变量的值可以为NULL；没有空引用

  1.5指针变量作为形参时需要测试它的合法性（判空）；引用不需要判空

   1.6对指针变量使用sizeof得到的是指针变量的大小。对引用使用得到的是变量的大小。

  1.7理论上指针的级别没有限制；但引用只有一级，不存在引用的引用，但可以有指针的指针。

  1.8++引用与++指针的效果不一样

2.从汇编层次上

引用实质上就是一个指针。本质（* cosnt）

引用从底层上看其实就是一个指针（* const）