C++中的引用

當變量聲明為引用時，它將成為現有變量的替代名稱。通過在聲明中添加“＆”，可以將變量聲明為引用。

<code>#include<iostream> 
using namespace std; 
  
int main() 
{ 
  int x = 10; 
  
  // ref is a reference to x. 
  int& ref = x; 
  
  // Value of x is now changed to 20 
  ref = 20; 
  cout << "x = " << x << endl ; 
  
  // Value of x is now changed to 30 
  x = 30; 
  cout << "ref = " << ref << endl ; 
  
  return 0; 
} /<iostream>/<code>

輸出：

<code>x = 20
ref = 30/<code>

應用：

1. 修改函數中傳遞的參數：如果函數收到對變量的引用，則可以修改變量的值。 例如，在以下程序變量中使用引用進行交換。

<code>#include<iostream> 
using namespace std;  

  
void swap (int& first, int& second) 
{ 
    int temp = first; 
    first = second; 
    second = temp; 
} 
  
int main() 
{ 
    int a = 2, b = 3; 
    swap( a, b ); 
    cout << a << " " << b; 
    return 0; 
} /<iostream>/<code>

輸出：

<code>3 2 /<code>

2. 避免複製大型結構：想象一個函數必須接收一個大型對象。如果我們不加引用地傳遞它，就會創建一個新的副本，這會導致CPU時間和內存的浪費。我們可以使用引用來避免這種情況。

<code>struct Student { 
   string name; 
   string address; 
   int rollNo; 
} 
  
// If we remove & in below function, a new 
// copy of the student object is created.  
// We use const to avoid accidental updates 
// in the function as the purpose of the function 
// is to print s only. 
void print(const Student &s) 
{ 
    cout << s.name << "  " << s.address << "  " << s.rollNo; 
} /<code>

3. 在For Each循環中修改所有對象

<code>#include <bits>  
using namespace std;  
  
int main()  
{  
    vector vect{ 10, 20, 30, 40 };  
  
    // We can modify elements if we  
    // use reference 
    for (int &x : vect)  
        x = x + 5; 
  
    // Printing elements 
    for (int x : vect)  
       cout << x << " ";  
  
    return 0;  
}  /<bits>/<code>

4. 在For-Each循環中避免對象的複製：我們可以在For-Each循環中使用引用，以避免在對象較大時複製單個對象。

<code>#include <bits>  
using namespace std;  
  
int main()  
{  
    vector<string> vect{"geeksforgeeks practice",  
                     "geeksforgeeks write", 
                     "geeksforgeeks ide"};  
  
    // We avoid copy of the whole string 
    // object by using reference. 
    for (const auto &x : vect)  
       cout << x << endl;  
  
    return 0;  
} /<string>/<bits>/<code>

引用與指針

引用和指針都可以用來更改一個函數在另一個函數中的局部變量。當作為參數傳遞給函數或從函數返回時，它們都還可以用於保存大對象的副本，以提高效率。

儘管有上述相似之處，但引用和指針之間仍存在以下差異。

可以將指針聲明為void，但引用永遠不能為void。

例如：

<code>int a = 10;
void* aa = &a;. //it is valid
void &ar = a; // it is not valid/<code>

引用沒有指針強大：

1）一旦創建了引用，以後就不能使它引用另一個對象；不能重新放置它。這通常是用指針完成的。

2）引用不能為NULL。指針通常被設置為NULL，以指示它們沒有指向任何有效的對象。

3）引用必須在聲明時進行初始化。指針沒有這種限制。

由於上述限制，C++中的引用不能用於實現鏈接列表，樹等數據結構。在Java中，引用沒有上述限制，可以用於實現所有數據結構。引用在Java中更強大，這是Java不需要指針的主要原因。

引用更安全，更易於使用：

1）更安全：由於必須初始化引用，因此不太可能存在諸如野指針之類的野引用。

2）易於使用：引用不需要解引用運算符即可訪問值。它們可以像普通變量一樣使用。僅在聲明時才需要“＆”運算符。另外，對象引用的成員可以使用點運算符（'.'）訪問，這與需要使用箭頭運算符（->）訪問成員的指針不同。

結合上述原因，在像複製構造函數參數這樣的地方不能使用指針，必須使用引用傳遞副本構造函數中的參數。類似地，必須使用引用來重載某些運算符，例如++。

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