引用

概念：

引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟内存空间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体；

void TestRef()
{
  int a = 10;
  int& ra = a;//<====定义引用类型

  printf("%p\n", &a);
  printf("%p\n", &ra);
}

 注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

特性：

1. 引用在定义时必须初始化

2. 一个变量可以有多个引用

3. 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

void TestRef()
{
  int a = 10;
  // int& ra; // 该条语句编译时会出错
  int& ra = a;
  int& rra = a;
  printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra); 
}

常引用

void TestConstRef()
{
  const int a = 10;
  //int& ra = a; // 该语句编译时会出错，a为常量
  const int& ra = a;
  // int& b = 10; // 该语句编译时会出错，b为常量
  const int& b = 10;
  double d = 12.34;
  //int& rd = d; // 该语句编译时会出错，类型不同
  const int& rd = d; 
}

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

使用场景

1.做参数

void Swap(int& left, int& right) 
{
  int temp = left;
  left = right;
  right = temp; 
}

2.做返回值

int& TestRefReturn(int& a) 
{ 
  a += 10;
  return a; 
}

#include<iostream>
using namespace std;

int& Add(int a, int b)
{
	int c = a + b;
	return c;
}
int main()
{
	int& ret = Add(1 ,2);
	Add(3, 4);
	cout << "Add(1, 2) is :" << ret << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

 

注意：如果函数返回时，离开函数作用域后，其栈上空间已经还给系统，因此不能用栈上的空间作为引用类型返回。如果以引用类型返回，返回值的生命周期必须不受函数的限制(即比函数生命周期长)。

面试题

传值、传引用效率比较

以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回，而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝，因此用值作为参数或者返回值类型，效率是非常低下的，尤其是当参数或者返回值类型非常大时，效率就更低。

那指针和引用作为参数和返回值类型的效率呢？

指针和引用作为参数类型的性能比较

#include<iostream>
using namespace std;
#include <time.h>
struct A {
	int a[100000];
};
void TestFunc1(A* a)
{}
void TestFunc2(A& a)
{}
void TestRefAndPtr()
{
	A a;
	// 以指针作为函数参数
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc1(&a);
	size_t end1 = clock();
	// 以引用作为函数参数
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc2(a);
		size_t end2 = clock();
	// 分别计算两个函数运行结束后的时间
	cout << "TestFunc1(int*)-time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2(int&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
// 运行多次，检测指针和引用在传参方面的效率区别
int main()
{
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
	{
		TestRefAndPtr();
	}
	system("pause");
	return 0;
}

 

指针和引用的作为返回值类型的性能比较

#include<iostream>
using namespace std;
#include <time.h>
struct A {
	int a[100000];
};
A a; A* TestFunc1()
{
	return &a;
}A& TestFunc2()
{
	return a;
}
void TestReturnByRefPtr()
{
	// 以指针作为函数的返回值类型
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc1();
	size_t end1 = clock();
	// 以引用作为函数的返回值类型
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc2();
	size_t end2 = clock();
		// 计算两个函数运算完成之后的时间
		cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}
// 测试运行10次，指针和引用作为返回值效率方面的区别
int main()
{
	for (int i = 0; i < 10; ++i)
		TestReturnByRefPtr();
	system("pause");
	return 0;
}

 

通过上述代码的比较，发现引用和指针在作为传参以及返回值类型上效率几乎相同。

引用和指针的区别

在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;
	cout << "&a = " << &a << endl;
	cout << "&ra = " << &ra << endl;
	getchar(); getchar();
	return 0;
}

在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;
	ra = 20;
	int* pa = &a; *pa = 20;
	cout << "&a = " << &a << endl;
	cout << "&ra = " << &ra << endl;
	cout << "*pa = " << &ra << endl;
	getchar(); getchar();
	return 0;
}

 

引用和指针的不同点:

1. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求

2. 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型

实体

3. 没有NULL引用，但有NULL指针

4. 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占

4个字节)

5. 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小

6. 有多级指针，但是没有多级引用

7. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理

8. 引用比指针使用起来相对更安全