畅游数据库海底世界 关注
手机版

[从C到C++] 1.6 C++引用(Reference)

  1. 云栖社区>
  2. 畅游数据库海底世界>
  3. 博客>
  4. 正文

[从C到C++] 1.6 C++引用(Reference)

wu_being 2018-02-08 18:10:35 浏览570 评论0

摘要: [TOC] 引用(Reference)是C++语言相对于C语言的又一个扩充,类似于指针,只是在声明的时候用&取代了*。引用可以看做是被引用对象的一个别名,在声明引用时,必须同时对其进行初始化。引用的声明方法如下: 类型标识符 &引用名 = 被引用对象 [例1]C++引用示例: int a = .

[TOC]

引用(Reference)是C++语言相对于C语言的又一个扩充,类似于指针,只是在声明的时候用&取代了*。引用可以看做是被引用对象的一个别名,在声明引用时,必须同时对其进行初始化。引用的声明方法如下:

类型标识符 &引用名 = 被引用对象

[例1]C++引用示例:


int a = 10;
int &b = a;
cout<<a<<" "<<b<<endl;
cout<<&a<<" "<<&b<<endl;

在本例中,变量b就是变量a的引用,程序运行结果如下:


10 10
0018FDB4 0018FDB4

从这段程序中我们可以看出变量a和变量b都是指向同一地址的,也即变量b是变量a的另一个名字,也可以理解为0018FDB4空间拥有两个名字:a和b。由于引用和原始变量都是指向同一地址的,因此通过引用也可以修改原始变量中所存储的变量值,如例2所示,最终程序运行结果是输出两个20,可见原始变量a的值已经被引用变量b修改。

[例2]通过引用修改原始变量中的值:

int a = 10;
int &b = a;
b = 20;
cout<<a<<" "<<b<<endl;

如果我们不希望通过引用来改变原始变量的值时,我们可以按照如下的方式声明引用:

const 类型标识符 & 引用名 = 被引用的变量名

这种引用方式成为常引用。如例3所示,我们声明b为a的常引用,之后尝试通过b来修改a变量的值,结果编译报错。虽然常引用无法修改原始变量的值,但是我们仍然可以通过原始变量自身来修改原始变量的值,如例3中,我们用a=20;语句将a变量的值由10修改为20,这是没有语法问题的。

[例3]不能通过常引用来修改原始值:

int a = 10;
const int &b = a;
b = 20;   //compile error
a = 20;

通过例2,我们可以知道通过引用我们可以修改原始变量的值,引用的这一特性使得它用于函数传递参数或函数返回值时非常有用。

1) 函数引用参数

如果我们在声明或定义函数的时候将函数的形参指定为引用,则在调用该函数时会将实参直接传递给形参,而不是将实参的拷贝传递给形参。如此一来,如果在函数体中修改了该参数,则实参的值也会被修改。这跟函数的普通传值调用还是有区别的。

[例3]函数的引用传值:

#include<iostream>
using namespace std;
void swap(int &a, int &b);
int main()
{
    int num1 = 10;
    int num2 = 20;
    cout<<num1<<" "<<num2<<endl;
    swap(num1, num2);
    cout<<num1<<" "<<num2<<endl;
    return 0;
}
void swap(int &a, int &b)
{
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

运行结果:

10 20
20 10

在本例中我们将swap函数的形参声明为引用,在调用swap函数的时候程序是将变量num1和num2直接传递给形参的,其中a是num1的别名,b是num2的别名,在swap函数体中交换变量a和变量b的值,也就相当于直接交换变量num1和变量num2的值了,因此程序最后num1=20,num2=10。

2) 函数引用返回值

在C++中非void型函数需要返回一个返回值,类似函数形参,我们同样可以将函数的返回值声明为引用。普通的函数返回值是通过传值返回,即将关键字return后面紧接的表达式运算结果或变量拷贝到一个临时存储空间中,然后函数调用者从临时存储空间中取到函数返回值,如例4所示。

[例4]函数的普通返回值:


#include<iostream>
using namespace std;
int valplus(int &a);
int main()
{
    int num1 = 10;
    int num2;
    num2 = valplus(num1);
    cout<<num1<<" "<<num2<<endl;
    return 0;
}
int valplus(int &a)
{
    a = a + 5;
    return a;
}

在例4中,valplus函数采用的是普通的传值返回,也即将变量a的结果加上5之后,将结果拷贝到一个临时存储空间,然后再从临时存储空间拷贝给num2变量。 当我们将函数返回值声明为引用的形式时,如例5所示。虽然例5运行结果和例4是相同的,但例5中的valplus函数在将a变量加上5之后,其运算结果是直接拷贝给num2的,中间没有经过拷贝给临时空间,再从临时存储空间中拷贝出来的这么一个过程。这就是普通的传值返回和引用返回的区别。

[例5]函数的引用返回值:

#include<iostream>
using namespace std;
int & valplus(int &a);
int main()
{
    int num1 = 10;
    int num2;
    num2 = valplus(num1);
    cout<<num1<<" "<<num2<<endl;
    return 0;
}
int & valplus(int &a)
{
    a = a + 5;
    return a;
}

此外,我们还需要注意一个小问题。如果我们将例5中的valplus函数定义成例6中所示的形式,那么这段程序就会产生一个问题,变量b的作用域仅在这个valplus函数体内部,当函数调用完成,b变量就会被销毁。而此时我们若将b变量的值通过引用返回拷贝给变量num2的时候,有可能会出现在拷贝之前b变量已经被销毁,从而导致num2变量获取不到返回值。虽然这种情况在一些编译器中并没有发生,但是我们在设计程序的时候也是应该尽量避免这一点的。

在例4和例5中,我们就是为了避免这一点才采用的引用传递参数普通的传值返回则不存在这样的问题,因为编译器会将返回值拷贝到临时存储空间后再去销毁b变量的。

[例6]一个可能获取不到返回值的例子:

int & valplus(int a)
{
    int b = a+5;
    return b;
}

用云栖社区APP,舒服~

【云栖快讯】新年大招!云栖社区为在读大学生/研究生准备了一份学(huan)习(zhuang)攻略,发布博文即有机会赢得iPad mini 4等大奖,学习换装两不误!欢迎报名参与~  详情请点击

网友评论