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引用&指针和引用&const的关系

2017-07-08 21:11 344 查看
一、引用的概念:

引用不是定义一个变量,而是给一个已经定义的变量重新起一个别名。

二、引用的定义格式:

类型&引用变量名=已定义过的变量名。

如:int b = 10; int& a = b;//a是b的别名

三、引用的特点:

1)一个变量可用多个别名;

2)引用必须初始化;

3)引用只能在初始化的时候初引用一次,不能改变为再引用其他的变量。

【例】

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include<iostream>

using namespace std;

int main()
{
int a = 10;
int q = 100;
int& b = a;
int& c = a;
//int& d;//error,引用必须要初始化
int& d = b;
cout << a << ' ' << b <<" "<< d << endl;
cout << &a << endl;
cout << &b << endl;
cout << &d << endl;
system("pause");
return 0;
}


运行结果:



释:a、b、d的值一样,地址也一样,说明他们是一个数和一个变量可有多个别名。

b和c既不是a的拷贝,也不是指向a的指针,其实b和c就是a自己。

四、const的概念:

const 是constant的缩写,是“恒定不变”的意思。被const修饰的东西都受到C++/C语言实现的静态类型安全检查机制的保护,可以预防意外修改,能提高程序的健壮性。

五、const引用

int main()
{
int d1 = 4;
int& d2 = d1;
d1 = 5;//d1改变,d2也会改变
d2 = 6;//d2改变,d1也会改变

int d3 = 40;
const int& d4 = d3;
d3 = 50;//d3改变,d4也会改变
//d4 = 60;//
4000
error,不能给常量赋值

const int d5 = 10;
const int& d6 = d5;
//int& d7 = d5;//error
const int& d8 = 5;//常量具有常性,只有常引用可以引用常量

//d9是double类型,d10是int类型,d9赋值给d10时要生成一个临时变量,也就是说d10引用的是这个带有常性的临时变量,所以不能赋值。
double d9 = 1.1;
//int& d10 = d9;//error,

const int& d11 = d9;
double d12 = d9;

cout << d1 << " " << d2 << endl;
cout << d3 << " " << d4 << endl;
cout << d5 << " " << d6 << endl;
cout << d8 << endl;
cout << d9 << " " << d11 << " " << d12 <<endl;
system("pause");
return 0;
}


运行结果:



六、函数参数的三种传递方式

1、值传递:如果形参为非引用的传值方式,则生成局部临时变量接收实参的值。

【例】

void Func1(int x)
{
x = x + 10;//修改的是n在堆栈中的拷贝x
}
...
int n = 0;
Func1(n);
cout<< “n = ”<< n << endl; // n = 0


释:由于Func1函数体内的x是外部变量的一份拷贝,改变x的值不会影响n,所以n的值仍然是0。

2、引用传递:如果形参为引用类型,则形参是实参的别名。

【例】

void Func2(int& x)
{
x = x + 10;//修改的是x引用的对象n
}
...
int n = 0;
Func2(n);
cout<< “n = ”<< n << endl; // n = 10


释:由于Func2函数体内的x是外部变量n的引用,x和n是同一个数,x改变n也跟着变化,所以n = 10;

3、指针传递:

【例】

void Func3(int *x)
{
(*x) = (*x) + 10;//修改的是x指向的内存单元的值
}
...
int n = 0;
Func3(&n);
cout<< “n = ”<< n << endl; // n = 10


释:由于Func3函数体内的x是指向外部变量n的指针,改变该指针指向的内存单元的内容将导致n的值改变,所以n的值为10。

对比上述几个实例程序,你会发现:“引用传递”的性质像“指针传递”,而“值传递”像书写方式。实际上“引用”可以做的任何事情,“指针”都能够做。那么,为何还要用引用?

答案是:因为指针能够毫无约束的操作内存中的任何东西,尽管功能强大,但是非常危险。如果的确只需要借用一下某个对象的“别名”,那么就用“引用”,而不要用“指针”,以免发生意外。比如说,某人需要一份证明,本来在文件上盖个章就行了,但如果把取公章的钥匙给他,那么他就获得了不该有的权力。引用体现了最小特权原则,即给予程序元素足以完成其任务的最小权限。正如:“用合适恰当的工具做恰如其分的工作”。

//值传递

void swap1(int left, int right)

{

int tmp = left;

left = right;

right = tmp;

}//不交换

//引用传递

void swap2(int& left, int& right)

{

int tmp = left;

left = right;

right = tmp;

}//交换

//指针传递

void swap3(int *left, int *right)

{

int tmp = *left;

*left = *right;

*right = tmp;

}//交换

同上所述。

七、返回函数值

1、传值作函数返回值&传引用作函数返回值

【例】

int& add1(int x, int y)//传引用作函数返回值
{
int ret = 0;
ret = x + y;
return ret;
}

int add2(int x, int y)//传值作函数返回值
{
int ret = 0;
ret = x + y;
return ret;
}

void test()
{
int a = 3, b = 4;
int c = 0;
int d = 0;

c = add1(a, b);
d = add2(a, b);

cout << "c = " << c << endl;
cout << "d = " << d << endl;

}


运行结果:



2、通过汇编看函数栈帧调用

【例】

#include<iostream>

using namespace std;

int Add(int a, int b)
{
return a + b;
}

void test()
{
int ret = Add(1, 2);
}

int main()
{
test();
system("pause");
return 0;
}


如图1:





图1 函数栈帧调用

3、通过汇编看函数值返回和函数引用返回,如图2:



图2 函数值返回和函数引用返回图

从中可知:

1)不要返回一个临时变量的引用。

2)如果返回对象出了当前函数的作用函数域依旧存在,则最好使用引用返回,因为这样更高效。

八、指针和引用的对比

1、引用在创建的同时必须初始化,即引用到一个有效地对象;而指针在定义的时候不必初始化,可以在定义后面的任何地方重新赋值。

2、不存在空引用,引用必须与合法的存储单元关联,而指针可以为NULL。

【例】const int& rlin = 0;

其语义并非是把引用初始化为NULL,而是创建一个临时的int对象并用0来初始化它,然后在用它来初始化引用rlin,该临时对象将一直保留到rlin销毁的时候才会销毁。因此,不要用字面常量初始化引用。

3、引用一旦初始化指向一个对象,它就不能被改变为对另一个对象的引用(即“从一而终”),但是可以被赋值,给引用赋值并不是改变它和原始对象的绑定关系;而指针可以改变为指向另一个对象。

4、引用的创建和销毁并不会调用类的拷贝构造函数和析构函数。

5、在语言层面,引用的用法和对象一样,在二进制层面,引用一般都是通过指针来实现的,只不过编译器帮助我们完成转换。
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