今天要講的是C++中我最喜歡的一個用法——引用,也叫別名。
引用就是給一個變量名取一個變量名,方便我們間接地使用這個變量。我們可以給一個變量創建N個引用,這N + 1個變量共享了同一塊內存區域。(引用類型的變量會佔用內存空間,佔用的內存空間的大小和指針類型的大小是相同的。雖然引用是一個對象的別名,但是在彙編層面,和指針是一樣的。)
引用的定義
應用的定義和變量的定義差不多,主要的不同在於它指向的是一個變量,而不是和變量一樣指向的是某一個數值或其他類型的數據。
創建引用的格式如下:
<code>數據類型 &引用名 = 原變量/<code>
比如:
int a = 1; int &b = a;
注意:由於引用並不需要申請一塊新的內存空間,因此在建立引用時只能聲明,不能定義。
面試題中常考這個知識點,請問下面的代碼是否正確:
int a = 1; int& b; b = a;
當然,它是錯的。第二行錯誤,引用在聲明的時候必須指定一個已有的變量,否則編譯器不知道給它分配哪一塊內存空間。
引用的特性
前面已經提到了,引用唯一的特性就是使用已有的內存空間。我們用一段小程序來驗證這個特性。
<code>#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 100;
int &b = a;
a += 50;
cout << a << b << endl;
b += 50;
cout << a << b << endl; return 0;
}/<iostream>/<code>
大家可以自己運行一下這段代碼,整個過程中,無論a發生變化還是b發生變化,a和b的值始終保持一致。
在使用引用時,我們需要注意下面的問題:
- 引用必須與已有的變量相聯繫
- 引用並不獨立分配內存空間
- &前有數據類型,是引用符號;&前沒有數據類型,是取地址符號
比如:int& b = a;和int* p = &a;,前者是引用符號,後者是取地址符號。
- 可以用引用給另一個引用初始化
int a =100; int& b =a; int& c = b;
這段代碼中,b和c都是a的引用。
- 引用聲明後不能改變引用關係
int a,b; int&c = a; c = b;
這段代碼中,第三行想讓c成為b的引用是辦不到的。它實際實現的功能是把b的值傳遞給了a,c依然是a的引用。因為c一旦聲明為變量a的引用,就不能再修改成變量b的引用了。
引用做函數參數
這是引用最方便的地方。在學習C語言時,我們知道如果要寫一個變量值交換的函數需要使用指針,代碼如下:
<code>void swap(int* p1, int* p2){ int temp = *p1;
*p1 = *p2; *p2 = temp;}int main(){ int a = 1;
int b = 2;
printf("a = %d, b = %d\\n", a, b);
swap(&a, &b); printf("a = %d, b = %d\\n", a, b);}/<code>
這段代碼的執行結果如下:
a=1,b=2
a=2,b=1
我們通過swap函數成功交換了變量a和變量b的值。注意swap(&a, &b);這句話中的&符號是取地址符號。
很多同學不喜歡指針,見到*就恐懼。從今天起,我們可以用引用替代指針的使用。代碼如下:
<code>#include <iostream>
using namespace std;
void swap(int& a, int& b)
{ int temp = a;
a = b; b = temp;}int main(){ int a = 1;
int b = 2;
printf("a = %d, b = %d\\n", a, b);
swap(a, b);
printf("a = %d, b = %d\\n", a, b);
}/<iostream>/<code>
這段代碼的執行結果如下:
a=1,b=2
a=2,b=1
結果完全相同。我們對swap函數做了修改,通過引用來得到形參的內存空間,之後通過引用完成這兩塊內存空間值的交換。
需要注意的是,在調用的時候swap(a, b);只需要進行值傳遞即可。
引用傳參的好處:與值傳遞相比,引用傳遞不用申請新的內存空間,特別是在需要傳遞類的對象時,能夠大大降低傳參帶來的開銷。
引用的常見錯誤
引用類型不匹配
int a=100; void& b= a; float& c = a;
第二行和第三行代碼都會報錯,引用的數據類型必須和原始變量類型相同。而且根本不存在void類型的引用。
不能建立引用數組
int array[5]={0}; int& arr[5]= array;
這種寫法不允許。
End
對於單個變量的地址傳遞問題,引用可以完美地取代指針。這使我們在設計函數參數時更加方便。如果需要限定參數不被修改,可以結合const關鍵字使用。如果足下基礎比較差,不妨關注下人人都可以學習的視頻教程
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