目录

概念

引用特性

常引用

 使用场景

传值、传引用效率比较

引用和指针的区别

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。

比如:宋江,外号“及时雨”。

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体;

int main()

{

int a = 10;

int& ra = a;//<====定义引用类型

printf("%p\n", &a);

printf("%p\n", &ra);

return 0;

}

注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的

引用特性

引用在定义时必须初始化 //引用必须初始化

int& b;/*错误(活动) E0252 引用 变量 "b" 需要初始值设定项 */ 一个变量可以有多个引用 int main()

{

int a = 10;

int& ra = a;//<====定义引用类型

int& rra = a;//一个变量允许有多个引用

printf("%p\n", &a);

printf("%p\n", &ra);

return 0;

}

引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体 int a = 10;

int& ra = a;

int b = 10;

//引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体

ra = b;//这是赋值

&ra = b;//左边是取地址,是错误的

常引用

在C++中,常引用是指在声明引用时使用const关键字来限制被引用变量的值不能被修改。常引用可以用来传递参数给函数,防止函数修改传入的参数值。

int a = 10;

const int& ra = a;//常引用

ra++;//这是不被允许的 E0137: 表达式必须是可修改的左值

可以理解引用是对权限的放大,通过引用可以修改对象

而const是对权限的缩小,使得引用不能修改原来的对象;

const引用的右值也可以是常数,另外临时对象也具有常性(类似于常数),也可以做右值

由于有上面的性质,所以下面的函数参数的写法也是允许的。

 注意:发生强制类型转换时,也会产生临时变量。

 

 使用场景

做参数 void Swap(int& left, int& right)

{

int temp = left;

left = right;

right = temp;

} 做返回值 int& Count()

{

static int n = 0;

n++;

// ...

return n;//不能返回局部变量的引用

} 观察下面这段代码,最终ret的结果并不是3,而是7 int& Add(int a, int b)

{

static int c = a + b;

return c;

}

int main()

{

int& ret = Add(1, 2);

Add(3, 4);

cout << "Add(1, 2) is :" << ret << endl;//7

return 0;

} 原因:

 注意:如果函数返回时,出了函数作用域,如果返回对象还在(还没还给系统),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。全局变量/静态变量/堆上变量等就可以用引用返回。

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。

而引用是相当于取别名的一种方式,不需要拷贝。

下面是以值作为参数和以引用作为参数的效率比较

#include

struct A

{

int a[100000];

};

void TestFunc1(A a) {}

void TestFunc2(A& a) {}

void TestRefAndValue()

{

A a;

// 以值作为函数参数

size_t begin1 = clock();

for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)

TestFunc1(a);

size_t end1 = clock();

// 以引用作为函数参数

size_t begin2 = clock();

for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)

TestFunc2(a);

size_t end2 = clock();

// 分别计算两个函数运行结束后的时间

cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;

cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;

}

int main()

{

TestRefAndValue();

return 0;

}

 值和引用的作为返回值类型的性能比较

#include

struct A { int a[10000]; };

A a;

// 值返回

A TestFunc1() { return a; }

// 引用返回

A& TestFunc2() { return a; }

void TestReturnByRefOrValue()

{

// 以值作为函数的返回值类型

size_t begin1 = clock();

for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)

TestFunc1();

size_t end1 = clock();

// 以引用作为函数的返回值类型

size_t begin2 = clock();

for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)

TestFunc2();

size_t end2 = clock();

// 计算两个函数运算完成之后的时间

cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;

cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;

}int main()

{

TestReturnByRefOrValue();

return 0;

}

 通过上述代码的比较,发现传值和引用在作为传参以及返回值类型上效率相差很大,引用的效率较高。

引用和指针的区别

引用的语法概念上:

在语法概念上引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共用同一块空间。

引用的底层实现上:

在底层实现上实际是有空间的,因为引用是按照指针方式来实现的。

(引用的语法含义和底层实现是背离的,类似于鱼香肉丝)

int main()

{

int a = 10;

int& ra = a;

ra = 20;

int* pa = &a;

*pa = 20;

return 0;

}

看看这段代码的汇编代码,对比引用和指针的汇编代码:

 引用和指针的不同点:

引用概念上定义一个变量的别名(语法上不开空间),指针(开空间)存储一个变量地址。引用在定义时必须初始化,指针没有要求引用在初始化时引用一个实体后,就不能再引用其他实体(不能改变指向),而指针可以在任何时候指向任何一个同类型实体(可以改变指向)没有NULL引用,但有NULL指针在sizeof中含义不同:引用结果为引用类型的大小,但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节,64位平台下占8个字节)引用自加即引用的实体增加1,指针自加即指针向后偏移一个类型的大小有多级指针,但是没有多级引用访问实体方式不同,指针需要显式解引用,引用编译器自己处理引用比指针使用起来相对更安全(没有空引用,指针有空指针,容易出现野指针,不容易出现野引用)

_____________________________________________________________________________

⭐感谢你的阅读,希望本文能够对你有所帮助。如果你喜欢我的内容,记得点赞关注收藏我的博客,我会继续分享更多的内容。⭐

精彩链接

评论可见,请评论后查看内容,谢谢!!!
 您阅读本篇文章共花了: