C++“引用”的理解

普通引用

变量名实质上是一段连续存储空间的别名，是一个标号(门牌号) 。
程序中通过变量来申请并命名内存空间，通过变量的名字可以使用存储空间。
问题：对一段连续的内存空间只能取一个别名吗？

引用的概念

引用可以理解为已定义变量的别名

语法：Type& name = var;
例如：

int main 
{
    int a = 10;
    int &b = a;
    b = 20;

    cout << a << endl;
}

输出结果：20

引用做函数参数

#include <iostream>
using namespace std;

struct Teacher
{
    char name[20];
    int age;
};

void printTec1(Teacher *);
void printTec2(Teacher &);
void printTec3(Teacher);

void printTec1(Teacher * pt)
{
    cout << "printTec1 : " << pt->age << endl;
    pt->age = 30;
}

void printTec2(Teacher &pt)
{
    cout << "printTec2 : " << pt.age << endl;
    pt.age = 40;
}

void printTec3(Teacher pt)
{
    cout << "printTec3 : " << pt.age << endl;
    pt.age = 50;
}

void main() {
    Teacher t1;
    t1.age = 20;

    printTec1(&t1);// t1的地址赋值给形参指针变量pt
    cout << "after printTec1 : " << t1.age << endl;
    printTec2(t1);// pt是t1的别名,操作pt相当于直接操作t1
    cout << "after printTec2 : " << t1.age << endl;
    printTec3(t1);// pt是形参，t1拷贝一份数组给了pt,相当于pt=t1;修改pt不影响t1
    cout << "after printTec3 : " << t1.age << endl;

    cin.get();
}

结果：

引用做函数返回值

#include <iostream>

using namespace std;

int& fun1();
int& fun2();

int& fun1()
{
    int a = 10;
    return a;// 返回栈变量a
}

int& fun2()
{
    static int a = 20;
    return a;// 返回静态变量a
}

void main() {

    int a = fun1(); // 使用普通变量来接，接的是a的值，没有问题
    int &b = fun1();// 使用引用变量来接，接的是a的地址，a的地址已经被回收
    int &c = fun2();

    cout << "a = " << a << endl;
    cout << "b = " << b << endl;
    cout << "c = " << c << endl;

    cin.get();
}

当函数返回值为引用时
1、若返回栈变量：不能成为其它引用的初始值，不能作为左值使用。
2、若返回静态变量或全局变量：可以成为其他引用的初始值，可作为左值使用。

指针的引用

#include <iostream>

using namespace std;

struct Teacher
{
    char name[20];
    int age;
};

void getTeacher(Teacher **tr)
{
    Teacher *tmp = NULL;
    tmp = (Teacher *)malloc(sizeof(Teacher));
    tmp->age = 27;
    *tr = tmp;
}

void getTeacher2(Teacher * &tr)
{
    tr = (Teacher *)malloc(sizeof(Teacher));
    tr->age = 29;
}

void main() {

    Teacher *pt = NULL;
    getTeacher(&pt);// 通过二级指针，间接改pt赋值
    cout << pt->age << endl;
    delete pt;


    Teacher *pt2 = NULL;
    getTeacher2(pt2);// 通过引用，直接修改pt2
    cout << pt2->age << endl;
    delete pt2;

    cin.get();
}

引用的意义

1、引用作为其它变量的别名而存在，因此在一些场合可以代替指针
2、引用相对于指针来说具有更好的可读性和实用性
3、对比间接赋值成立的三个条件：①定义两个变量（实参、形参）、②建立关联（实参取地址传给形参）、③*形参间接修改实参的值。引用在实现上，只不过是帮我们完成了第②步，简化了第③步，将②③合二为一。

引用本质思考

定义引用时必须初始化，类似常量，一旦与某个变量关联起来，就将一直效忠于它。

引用所占用的空间大小与指针相同。

总结：
1、引用在C++中的内部实现是一个常指针，换句话说，引用在C++中是
下述代码的伪装表示：

Type &name <——>Type * const name

2、C++编译器在编译过程中使用常指针作为引用的内部实现，因此引用所占用的空间大小与指针相同。
3、从使用的角度，引用会让人误会其只是一个别名，没有自己的存储空间。这是C++为了实用性而做出的细节隐藏。

何时使用引用

常量引用

常量引用两种初始化方式：
1、用变量初始化

int x = 20;
const int &y = x;

2、用字面量初始化

cont int &c = 30;