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