C++·入门·04|引用-创新互联
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目录
- 前言
- 一、引用特性
- 二、常引用
- 三、使用场景
- 3.1 做参数
- 3.2 做返回值
- 3.3 传值、传引用效率比较
- 四、引用和指针的区别
- 五、引用和指针的不同点
前言
- 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
- 比如:我,名叫李波。在家我妈称我为"波波猪",社会上人称"波波"
- 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);
}
可以发现,输出的地址一致:
注意: 引用类型必须和引用实体是同种类型的,比如“波波猪”是人,并不是猪!
一、引用特性
- 引用在定义时必须初始化
- 一个变量可以有多个引用
- 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);
}
二、常引用输出:
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;
}
- 对于以下这部分,相信铁汁们会疑惑!
double d = 12.34;
//int& rd = d; // 该语句编译时会出错,类型不同
const int& rd = d;
- int& rd = d;类型不同不能引用是可以理解,但为啥加了个const就能了???
- 原来,表面上看的类型不同不能引用,本质是因为类型转换的时候会产生临时变量,rd引用的是这个临时变量,而临时变量具有常数属性,所以才导致类型不同不能引用的现象!加个const就行啦
void Swap(int& left, int& right)
{int temp = left;
left = right;
right = temp;
}
3.2 做返回值可以看出,引用可以代替指针的一些功能,且不用取地址,方便了一些
int& Count()
{static int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}
- 下面代码输出什么结果?为什么?
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<
输出:
- 咦???不应该是3吗?怎么会得到Add(3,4)的值?
- 如果对函数栈帧知识点比较模糊的铁汁,可以参考博主之前的一篇文章《C · 进阶 | 函数栈帧的创建和销毁》
注意: 如果函数返回时,出了函数作用域,如果返回对象还在(还没还给系统),则可以使用引用返回,如果已经还给系统了,则必须使用传值返回
3.3 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
- 可以用以下代码测试一下:
#includeusing namespace std;
#includestruct A {int a[10000]; };
void TestFunc1(A a) {}
void TestFunc2(A& a) {}
void TestRefAndValue()
{A a;
// 以值作为函数参数
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i< 10000; ++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< 10000; ++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(A)-time:"<< end1 - begin1<< endl;
cout<< "TestFunc2(A&)-time:"<< end2 - begin2<< endl;
}
int main()
{TestRefAndValue();
return 0;
}
四、引用和指针的区别输出:发现传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大
- 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
int main()
{int a = 10;
int& ra = a;
cout<< "&a = "<< &a<< endl;
cout<< "&ra = "<< &ra<< endl;
return 0;
}
输出:
- 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
int main()
{int a = 10;
int& ra = a;
ra = 20;
int* pa = &a;
*pa = 20;
return 0;
}
我们来看下引用和指针的汇编代码对比:
五、引用和指针的不同点- 引用概念上定义一个变量的别名,指针存储一个变量地址。
- 引用在定义时必须初始化,指针没有要求
- 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
- 没有NULL引用,但有NULL指针
- 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)
- 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
- 有多级指针,但是没有多级引用
- 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
- 引用比指针使用起来相对更安全
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