C++详细分析讲解引用的概念与使用

📅 2026/7/9 5:55:44 👁️ 阅读次数 📝 编程学习
C++详细分析讲解引用的概念与使用

1.引用的概念

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。

2.引用的格式

类型 & 引用变量名 ( 对象名 ) = 引用实体;

举例如下:

注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的

3.引用的特性

(1). 引用在 定义时必须初始化

例如:int& d; 这样就是没有初始化是错的

(2). 一个变量可以有多个引用

int a = 10;
int& b = a;
int& c = b;
int* p = &b; //p是指针

(3). 引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体

4.取别名原则

对原引用变量,权限只能缩小,即 可读可写(普通类型) 可以改成 只读(const);不能放大:,即 只读 不能改成 可读可写的

例子1:权限的放大,不能把const给非const

例子2:权限的缩小 非const 既可以给非const,也可以给const:

例子3:权限缩小和放大规则:适用于引用和指针间

例子4: 权限不适用于普通赋值:

难点:隐式类型转换的引用

整形e能否做双精度浮点型d的别名呢?

直接赋值是不行的,需要加上const才正确。即:const int& e = d;正确

解释:隐式类型转换的普通赋值的情况,上面的例子:int f=d;从语法上看把8字节的d不能直接给4字节的f,因为浮点数和整形的存储形式就不一样,没办法直接截取,所以d需要先把整数部分给一个4字节的临时变量,再把临时变量给f

再看引用:int& e=d;临时变量具有常性,所以这里把临时变量给引用e的时候,相当于是把自带const的临时变量赋值给非const的e,把只读的给可读可写的是放大了权限,所以错误;必须改成const int& e=d;才正确!

5.引用的使用场景

做参数

(1)传参:实参给形参传值和传地址都需要传一份值/地址的拷贝,引用传参可以减少拷贝,提高效率

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

voidSwap(int& x,int& y)

{

inttmp = x;

x = y;

y = tmp;

}

voidSwap(double& x,double& y)

{

doubletmp = x;

x = y;

y = tmp;

}

intmain()

{

inta =0, b =1;

swap(a, b);

doublec =1.1, d =2.2;

swap(c, d);

return0;

}

(2)作输出型参数:

leetcode上的题往往有输出型参数,在c++中就可以用引用代替更加方便

做返回值

int&Count()的讲解

传值返回:会有一个拷贝

传引用返回:没有这个拷贝了,函数返回的直接就是返回变量的别名

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

int& Count()

{

intn =0;

n++;

returnn;

}

intmain()

{

intret = Count();

return0;

}

首先我们来看普通的传值返回:普通的传值返回需要把返回值n给一个函数类型int的临时变量(函数类型就是返回值类型),再把临时变量给ret。

为什么设计一个临时变量,直接把n给ret不行吗?

答:不行,因为当函数Count里执行完各种代码后,返回n,等出了Count函数的作用域后n就会销毁,所以不能直接把n给ret,需要一个临时变量。

如何证明返回时存在临时变量呢?:如果你用int& ret 接收,写成int& ret = Count();发现无法运行,因为临时变量有常性,所以需要写成const int& ret = Count();才能通过。

此时再看传引用返回:

当用引用接收引用返回时:这里ret和n的地址一样,也就意味着ret其实就是n的别名。但是因为n出作用域不会立即被覆盖,所以第一次通过ret可以打印是1,当打印第二次时,因为前面已经调用过一次打印函数,已 "销毁" 的Count函数栈帧在此时被打印函数覆盖,再打印ret就会是随机数了!

即:如果函数返回时,出了函数作用域,如果返回对象还未还给系统,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。

用static修饰n后:用static静态变量使n只初始化一次且改变其生命周期,把n放进了静态区,这样n就一直存在,就可以通过ret找到n了,再怎么打印ret都是1.

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。 总结:传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大 。