引用

C++ 引用

引用变量是一个别名，也就是说，它是某个已存在变量的另一个名字。一旦把引用初始化为某个变量，就可以使用该引用名称或变量名称来指向变量。

C++ 引用 vs 指针

引用很容易与指针混淆，它们之间有三个主要的不同：

• 不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。
• 一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。
• 引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化

• C++ 把引用作为返回值

• 当返回一个引用时，要注意被引用的对象不能超出作用域。所以返回一个对局部变量的引用是不合法的，但是，可以返回一个对静态变量的引用。

  int& func()

  { int q;

  //! return q; //在编译时发生错误

  static int x;

  return x; // 安全，x 在函数作用域外依然是有效的

  }

  （1）以引用返回函数值，定义函数时需要在函数名前加 &

  （2）用引用返回一个函数值的最大好处是，在内存中不产生被返回值的副本。

  引用作为返回值，必须遵守以下规则：

  • （1）不能返回局部变量的引用。主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了"无所指"的引用，程序会进入未知状态。
  •  （2）不能返回函数内部new分配的内存的引用。虽然不存在局部变量的被动销毁问题，可对于这种情况（返回函数内部new分配内存的引用），又面临其它尴尬局面。例如，被函数返回的引用只是作为一 个临时变量出现，而没有被赋予一个实际的变量，那么这个引用所指向的空间（由new分配）就无法释放，造成memory leak。
  •  （3）可以返回类成员的引用，但最好是const。主要原因是当对象的属性是与某种业务规则（business rule）相关联的时候，其赋值常常与某些其它属性或者对象的状态有关，因此有必要将赋值操作封装在一个业务规则当中。如果其它对象可以获得该属性的非常 量引用（或指针），那么对该属性的单纯赋值就会破坏业务规则的完整性。

  （一）引用更接近const指针，必须在创建时进行初始化，一旦引用和某个变量关联起来，该引用就会一直指向该变量。

  int rats = 10;
  int &rodents = rats;

  上面代码实际上是下述代码的伪装表示：

  int rats = 10;
  int * const pr = &rats;

  例子：

  #include <iostream>
  
  using namespace std;
  
  int main()
  {
    int rats = 100;
    int &rodent = rats;
  
    cout << "rats = "<<rats<<", rosent = "<<rodent<<endl;
    cout << "rats address = "<<&rats<<endl;
    cout << "rosent address = "<<&rodent<<endl;
  
    cout <<"==================================="<<endl;
    int bunnies = 50;
    rodent = bunnies;
  
    cout << "rats = "<<rats<<", rosent = "<<rodent<<", bunnies = "<<bunnies<<endl;
    cout << "rats address = "<<&rats<<endl;
    cout << "rosent address = "<<&rodent<<endl;
    cout << "bunniess address = "<<&bunnies<<endl;
  
    return 0;
  }

  输出结果：

  rats = 100, rosent = 100
  rats address = 0xbfce21e4
  rosent address = 0xbfce21e4
  ===================================
  rats = 50, rosent = 50, bunnies = 50
  rats address = 0xbfce21e4
  rosent address = 0xbfce21e4
  bunniess address = 0xbfce21e8

  从结果可以看出，虽然在调用 rodent = bunnies; 后引用 rosent 的值变为 50，但是 rosent 所指向的地址空间还是指向了 rats，

  没有发生改变，说明 rodent = bunnies; 只是将 bunnies 的值赋值给引用 rodent 所指向的变量，没有改变引用的指向。

  （二）int& r = i; 和 int r = i; 不同之处应该是内存的分配吧，后者会再开辟一个内存空间

  #include <iostream>
   
  using namespace std;
   
  int main ()
  {
     int i;
     int& r = i;
     i = 5;
     cout << "Value of i : " << i << endl;
     cout << "Value of i reference : " << r  << endl;
     cout << "Addr of i: " << &i << endl;
     cout << "Addr of r: " << &r << endl;
     
     int x;
     int y = x;
     x = 6;
     cout << "Value of x : " << x << endl;
     cout << "Value of y : " << y  << endl;
     cout << "Addr of x: " << &x << endl;
     cout << "Addr of y: " << &y << endl;
   
     return 0;
  }

  输出结果：

  Value of i : 5
  Value of i reference : 5
  Addr of i: 0x7ffffc9517b4
  Addr of r: 0x7ffffc9517b4
  Value of x : 6
  Value of y : 4197104
  Addr of x: 0x7ffffc9517b0
  Addr of y: 0x7ffffc9517ac