在C++中,变量的“引用” 就是变量的别名,因此引用又称为别名。由于引用不是独立的变量,编译系统不给它单独分配存储单元,因此在建立引用时只有声明,没有定义,只是声明它和原有的某一变量的关系。
一、引用变更示例
1.1 示例
这里定义一个独立的变量a,和两个引用变量b和c,代码如下:
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){int a = 10; //定义变量aint &b = a; //声明引用变量bint &c = b; //声明引用变量c// 修改a的值a = a * a; // 10 * 10 =100// 输出a结果cout <<"a = " <<a <<endl;// 修改b的值b = b / 5; // 100 / 5 = 20// 输出a, b, c的结果cout <<"a = " <<a <<", b = " <<b <<", c = " <<c <<endl;return 0;
}
结出结果如下:
1.2 图解
如上图,不管操作变量a,还是引用变量b 或 c,实际操作的值都是变量a存储单元中的值,最终三个变量输出结果都是一致的。
1.3 输出引用的地址
引用与其所wager变量共享同一个存储单元,系统并不为引用另外分配存储空间。实际上,编译系统使用引用和其代表的变量具有相同的地址,代码如下:
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){int a = 10;int &b = a;int &c = b;a = a * a; // 10 * 10 =100// 输出a结果cout <<"a = " <<a <<endl;b = b / 5; // 100 / 5 = 20// 输出b的结果cout <<"a = " <<a <<", b = " <<b <<", c = " <<c <<endl;// 输出地址cout <<"a = " <<&a <<", b = " <<&b <<", c = " <<&c <<endl;return 0;
}
输出结果如下:
由上图可见,变量a和引用变量b、c的输出变量地址是一致的。
二、引用作为函数参数
C++的参数传递分为两种形式:
- 传值方式调用
- 引用方式调用
2.1 传值方式
将值传给形参是单向传递的,在执行函数期间形参值发生变化并不传回给实参,因为在调用 函数时,形参和实参不是同一个存储单元。代码如下:
#include <iostream>
using namespace std;/*** 交换值*/
void swap(int x, int y){int temp;temp = x;x = y;y = temp;
};int main(){int a = 10, b = 20;cout <<"Original value: a = " <<a <<", b = " <<b <<endl;//交换值swap(a, b);// 输出值cout <<"New value: a = " <<a <<", b = " <<b <<endl;return 0;
}
输出结果如下:
可以看出,通过形参传入到swap()函数中的实参a和b的值进行了互换,但是在执行完swap(a, b)后,x和y的值改变不会影响到a和b的值。
2.2 引用方式
为了解决上面问题,x和y值的改变同时,a和b的值也可以一起被更新。C++把变量的引用传给函数形参,利用“引用形参”实现两个变量的值互换。
将2.1代码中的swap(int x, int y)的形参前面分别加上&符号即可,代码如下:
#include <iostream>
using namespace std;/*** 交换值*/
void swap(int &x, int &y){int temp;temp = x;x = y;y = temp;
};int main(){int a = 10, b = 20;cout <<"Original value: a = " <<a <<", b = " <<b <<endl;//交换值swap(a, b);// 输出值cout <<"New value: a = " <<a <<", b = " <<b <<endl;return 0;
}
输出结果如下:
由此可见,swap()内部的x和y值互换同时,a和b的值也互换了。这是因为将实参地址传给引用型形参,这时形参与实参是指向同一个存储单元。
三、对引用的细节注意
3.1 不能建立void类型的引用。
void &a = 9; //错误
3.2 不能建立引用的数组。
char c[6] = 'hello';
char &d[6] = c; //错误
3.3 可以将变量的引用的地址赋给一个指针,此时指针指向的是原来的变量。
int a = 10;
int &b = a;
// 指针变量p指向变量a的引用b,相当于指向a,是正确的
int *p = &b;// 注意下面写法是错误的,会报错误:[Error] invalid conversion from 'int*' to 'int' [-fpermissive],左侧必须为指针变量。
int p = &b;
3.4 可以建立指针变量的引用。
int a = 5;
// 定义指针变量指向a
int *p = &a;
// q是一个指向整型变量的指针变量的引用,初始化值为p
int * &q = p;
3.5 可以用const对引用加以限定,不允许改变该引用的值。
int a = 20;
// 声明常引用,不允许改变b的值
const int &b = a;// 常引用的值是不能改变的,所以以下写法是错误的
b = 15; //执行会报错[Error] assignment of read-only reference 'c'// 但是变量a是可以被修改的,因为其未被const修饰
a = 15; //可以正常执行
3.6 可以用常量或表达式对引用进行初始化,但此时必须用const作声明。
int a = 30;
const &b = a; //合法double c = 3.1415926;
// 先将double类型变量c 转换为int型,存放在int temp = 3中,然后引用变量a指向temp
// 注:如果前面不加const会报错:[Error] cannot bind non-const lvalue reference of type 'int&' to an rvalue of type 'int'
const int &d = c; //合法