深入浅出C++引用(Reference)类型

要点1：为反复使用的、冗长的变量名称定义一个简短的、易用的别名，从而简化了代码。通常，冗长的变量名称源于多层嵌套对象，例如类中定义嵌套类，类中定义其它类对象。

//------ 未使用引用的程序片段，反复使用的、冗长的变量名称，极易书写出错 ------

Computer.Host.Cpu.enBrand = enIntel;

Computer.Host.Cpu.TypeName = "Core Duo 2 E7400";

Computer.Host.Cpu.CoreNum = 2;

Computer.Host.Cpu.FrequencyInGhz = 2.8.;

 

//------ 使用了引用的程序片段 ---------------------------------------------------------------------

// 如果编译器支持C++11标准，以简练方式定义引用变量

auto &rCpu = Computer.Host.Cpu;

// 如果编译器不支持C++11标准，以标准方式定义引用变量

TComputer::THost::TCpu &rCpu = Computer.Host.Cpu;

 

// 使用引用，极大地简化代码，减少了书写出错

rCpu.enBrand = enIntel;

rCpu.TypeName = "Core Duo 2 E7400";

rCpu.CoreNum = 2;

rCpu.FrequencyInGhz = 2.8.;

 

要点2：const引用类型作为函数参数，拓宽了函数入口参数的接受范围，极大地增加了程序的灵活性和适应性。

// 声明函数原型如下：

void ShowMsg(UnicodeString &s);

 

// 调用函数ShowMsg()，入口参数不是UnicodeString类型，编译立即报错

ShowMsg(10); // 非法，10不是UnicodeString类型

ShowMsg(3.1415926); // 非法，3.1415926不是UnicodeString类型

ShowMsg("This is C-style string.") // 非法，"This is C-style string."不是UnicodeString类型

 

// 将函数原型修改为：

void ShowMsg(const UnicodeString &s);

 

// 调用函数ShowMsg()，入口参数可以是能够转换为UnicodeString类型的任意数据类型

ShowMsg (10); // 合法，虽然10不是UnicodeString类型

ShowMsg (3.1415926); // 合法，虽然3.1415926不是UnicodeString类型

ShowMsg ("This is C-style string.") // 合法，虽然"This is C-style string."不是UnicodeString类型

 

const关键字产生了很神奇的效果吧? 想知道为什么吗? 内在的工作机理是：

 

S1：在函数func()的原型中，如果未将入口参数声明为const类型的引用，说明该函数有意修改该入口参数对象的值，入口参数必须是所声明的数据类型，且必须是存在于被调用函数之外的可寻址、可修改(写入)对象。

 

S2：在函数func()原型中，如果将类型为T的入口参数声明为const类型的引用，说明该函数无意修改该入口参数对象的值，就可以接受能够转换为类型T的任意数据类型，这些数据类型称为可转换类型。

 

QQQ 什么是可转换类型 ???没你想得那么简单!

 

定义：对于数据类型T，存在一个构造函数，其唯一入口参数是数据类型K，就称K可转换为T。这个构造函数称为可转换构造函数T(K)。

 

QQQ 处理函数调用语句时，编译器如何识别给定的实际参数是可转换类型 ???

QQQ 如果编译器找到可转换构造函数，又将如何进行编译处理呢 ???

 

S1：如果函数func()的入口参数要求数据类型const T&, 而程序给定的实际参数的数据类型是K，在处理函数调用语句时，编译器搜索可转换构造函数T(K)，若没有找到该函数，编译报错。

S2：若找到可转换构造函数T(K)，编译器就会调用该构造函数生成一个数据类型为T的临时对象，记作t(k)，并将t(k)作为实际参数传递给func，形成实际调用func(t(k))。

 

哇哈哈!!!原来函数func()得到的实际参数的数据类型总是为T。

哇哈哈!!!函数func()之所以看起来能够接受多种类型的实际参数，是因为编译器在其中做了许多工作。

 

QQQ 临时对象t(k)的生命周期是多长 ???

AAA：在函数func()执行完毕后，临时对象t(k)被自动释放。

 

重温上面的范例函数：

// 将函数原型修改为：

void ShowMsg(const UnicodeString &s);

 

// 调用函数ShowMsg()，入口参数可以是能够转换为UnicodeString类型的任意数据类型

ShowMsg (10); // 合法，int类型→UnicodeString类型

ShowMsg (3.1415926); // 合法，double类型→UnicodeString类型

ShowMsg ("This is C-style string.") // 合法，const char *类型→UnicodeString类型

 

来看看UnicodeString的构造函数：

// UnicodeString的构造函数，好大一堆呢，可转换类型真不少 !!!

__fastcall UnicodeString(): Data(0) {}

__fastcall UnicodeString(const char* src);

__fastcall UnicodeString(const UnicodeString& src);

__fastcall UnicodeString(const wchar_t* src, int len);

__fastcall UnicodeString(const char* src, int len);

__fastcall UnicodeString(const wchar_t* src);

__fastcall UnicodeString(const char16_t* src, int numChar16 = -1);

__fastcall UnicodeString(const char32_t* src, int numChar32 = -1);

 

__fastcall UnicodeString(char src): Data(0) { sprintf(L"%c", src);}

__fastcall UnicodeString(wchar_t src): Data(0) { SetLength(1)[1] = src; }

__fastcall UnicodeString(short src): Data(0) { sprintf(L"%hd", src); }

__fastcall UnicodeString(unsigned short src): Data(0) { sprintf(L"%hu", src); }

__fastcall UnicodeString(int src): Data(0) { sprintf(L"%i", src); }

__fastcall UnicodeString(unsigned int src): Data(0) { sprintf(L"%u", src); }

__fastcall UnicodeString(long src): Data(0) { sprintf(L"%ld", src); }

__fastcall UnicodeString(unsigned long src): Data(0) { sprintf(L"%lu", src); }

__fastcall UnicodeString(__int64 src): Data(0) { sprintf(L"%Li", src); }

__fastcall UnicodeString(unsigned __int64 src): Data(0) { sprintf(L"%Lu", src); }

__fastcall UnicodeString(double src);

__fastcall UnicodeString(const WideString &src);

QQQ 是否发现了函数ShowMsg()用到的可转换构造函数 ???

QQQ 函数ShowMsg()还可以接受哪些数据类型作为入口参数 ???

 

!!! 千万注意 !!!

既然将入口参数声明为const T&类型, 函数就不可以修改该参数对象，否则编译报错 !

 

要点3：引用就好像是皇帝的驸马，一次迎娶永远无法解除婚约。

// 声明或定义一个引用对象时，就好像说"独孤谋是李世民的驸马"，因为驸马不可以是单身，不可以不指定公主和皇帝

// 声明或定义一个引用对象时，必须初始化，指定是哪个变量的别名：

// 使用 auto关键字声明引用对象，编译器必须支持C++11标准

auto &rCpu; // 错误，未指定作为哪个变量的别名

auto &rCpu = Computer.Host.Cpu; // 正确，指定了别名对象

 

// 声明(定义)之后，无法再次指定作为其它变量的别名，因为驸马是不可以离婚的

TComputer::THost::TCpu Amd = {enAMD, "A6300", 4, 2.2};

 

// 此句的意思是把Amd的值赋给rCpu的实际对象Computer.Host.Cpu，而不是作为Amd的别名。

rCpu = Amd;

要点4：以引用类型作为函数入口参数：

S1：参数传递时与指针相同，传递的是对象地址，提高了程序效率；

S2：在被调用函数内部使用入口参数与使用普通变量完全相同，方便易用。

以引用类型作为函数入口参数	以指针类型作为函数入口参数
void ShowComputerInf(TComputer &Computer) { // 入口参数的用法与使用普通变量完全相同 ostringstream oss; oss << Computer.Brand << endl; oss << Computer.TypeId << endl; oss << Computer.Price << endl; }	void ShowComputerInf(TComputer *Computer) { // 入口参数必须按指针方式使用 ostringstream oss; oss << Computer->Brand << endl; oss << Computer->TypeId << endl; oss << Computer->Price << endl; }
int main(void) { TComputer Computer; // 数据初始化… // 调用函数，使用对象名称传递对象地址，易用 ShowComputerInf(Computer); return 0; }	int main(void) { TComputer Computer; // 数据初始化… // 调用函数，传递对象地址必须带"&"，易出错 ShowComputerInf(&Computer); return 0; }