C++第三篇：引用-优快云博客

1.引用的介绍

2.引用和指针的区别

1.引用的介绍

在C++中提供了一种不使用指针变量同样可以达到同样效果的机制，并且使用起来更方便，这种机制叫做"引用"。

2.引用和指针的区别

引用和指针可以实现相同的功能，但是实际上两者有很大区别：

特性	指针	引用
定义与初始化	存储变量的地址，可以不初始化或初始化为`nullptr`	必须初始化，且一旦绑定后不可更改绑定的变量
内存地址	有自身的内存地址，存储另一个变量的地址	没有独立的地址，与被引用的变量共享地址
重新赋值	可以重新指向其他变量或设置为`nullptr`	不可重新绑定到其他变量
空值	可以为`null`	必须绑定到有效对象，不能为`null`
操作符	使用`*`解引用，`->`访问成员	直接使用，无需特殊操作符

上面比较重要的是内存地址。引用可以理解为给变量名起了一个别名，就好比一个人有大名，有小名，也会有代号，指向的都是一个人。而指针则是开辟了一个新的空间，这个空间里存放原有变量的地址，通过这个地址来对原变量进行操作。不理解没没关系，直接看代码。

3.引用的简单使用

#include <iostream>

int main(void)
{
//引用部分
    int age = 10;
    //这里的'&'不是地址符，而是对age进行引用
    int &quote = age;
    quote = 23;
//打印信息
    std::cout << "age : "<< age << std::endl;
    std::cout << "quote : "<< quote << std::endl;
    std::cout << &age << std::endl;
    std::cout << &quote << std::endl;

//指针部分/
    int num = 20;
    int *p = &num;
    *p = 32;
//打印信息
    std::cout << "num : "<<num << std::endl;
    std::cout << "*p : "<< *p << std::endl;
    std::cout << &num << std::endl;
    std::cout << p << std::endl;
    std::cout << &p << std::endl;
}

结果如图：

上述的代码中，分别使用了引用和指针对一个变量进行间接的赋值，从打印的结果来看，quote和age的值相同，说明quote和age指向的是同一块地址，quote的值改变，则age的值也发生了改变，并且从打印的地址来看，二者确实是指向同一块地址，这就是引用。

至于指针，相信大家也都了如指掌了，这里也没什么不一样，主要用来对比，不多解释。

4.对数组和指针的引用

在引用的时候，引用的类型必须和绑定变量的类型一致，有点熟悉是吧，没错，引用和指针的规则是一样的，来看这段代码：

#include <iostream>

int main(void)
{
  int data = 10;
  int* p = &data;
  int* &quote = p;
//这里实际上是给指针p起了一个别名quote,
//所以这里就可以像使用p一样来使用quote。

//例如通过*quote = 20;来改变data的值。
  std::cout << "&p : "<<&p << std::endl;
  std::cout << "&quote : " << &quote << std::endl;
  return 0;
}

结果如图：

从结果来看这&p和&quote指向的是同一块地址，这是引用的特征，没有问题，但需要注意的是int* &quote = p;这一行代码，这里定义引用的类型一定要和变量的类型一致，p是什么类型的？是int*类型，还不会判断变量类型的可以看一下我之前C指针那篇文章。

那么对指针的会了，对于数组的引用自然也就轻车熟路了，简单示例：

  int buf[32] = {0};
  int (&quote)[32] = buf;
  std::cout << "buf : " << buf << std::endl;
  std::cout << "quote : " << quote << std::endl;

结果如图：

5.引用作为参数

引用作为参数是比较常见的操作，具体的写法如下：

#include <iostream>

void change_value(int &num)
{
    num = 425;
    std::cout << "num的地址" << &num <<std::endl;
}
int main(void)
{
    int data = 100;
    std::cout << "data的地址" << &data <<std::endl;
    change_value(data);
    std::cout << "data : " << data << std::endl;
    return 0;
}

结果如下：

只需要在参数的添加上&就可以了，那么传入的就应该是一个引用，相较于指针，可以不用再去创建的一个临时的形参，节省了资源。

6.引用作为返回值

引用作为返回值，有一点需要注意（重点），就是不能返回一个局部变量的引用，在函数执行结束后，局部变量会被销毁，那么这时引用就出错，导致悬空引用和未定义行为出现。所以一定不要返回一个函数中的局部变量的引用。总之就是要避免引用的变量出现悬空，一般引用全局变量和静态变量。关于引用的写法如下：

#include <iostream>
#include <string>

// 全局变量定义
std::string str = "hello world";

int num = 20;
int &count = num;

int &fun(int a,int b)
{
    count  = a+b;
    return count;
    //引用实际上是给一个变量起了一个别名，所以返回num和count是没有区别
}

// 函数返回全局变量的引用
std::string &function() {
    str = "hello";
    return str;
    //错误写法，不能返回局部变量的引用
    //std::string new = "apple";
    //std::string &quote = new;
    //return qupte;
}

int main() {
    std::cout << "str : " << str << std::endl; // 输出: hello world
    std::string &ref = function();
    std::cout << "ref : " << ref << std::endl;
    
    std::cout << "num : " << num << std::endl;
    count = fun(3,4);
    std::cout << "num : " << num << std::endl;
    std::cout << "count : " << count << std::endl;
    return 0;
}

结果如图：