C++基础知识——引用

P. S.:以下代码均在VS2019环境下测试,不代表所有编译器均可通过。
P. S.:测试代码均未展示头文件stdio.h的声明,使用时请自行添加。

  

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文章目录

  • 1、引用的概念
  • 2、引用的特性
  • 3、常引用
  • 4、引用的使用场景
    • 1、做参数
    • 2、做返回值
  • 5、传值与传引用的比较
    • 1、效率比较
    • 2、作为返回值类型的性能比较
  • 6、引用与指针区别
    • 引用和指针的不同点

1、引用的概念

  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


  例如:李逵,在家称为"铁牛",江湖上人称"黑旋风"。
在这里插入图片描述
类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体;
在这里插入图片描述


  上面图片中的a和b所指的是同一个东西,只是名字不同。
  注意::引用类型必须和引用实体是同种类型的

2、引用的特性

  • 引用在定义时必须初始化
    在这里插入图片描述
  • 一个变量可以有多个引用
    在这里插入图片描述
  • 引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体。
    在这里插入图片描述

3、常引用

  在C++中,常引用时通过在引用声明前加上const关键字来定义的,常引用语法如下所示:

const int& a

  常引用时,其权限可以平移、缩小,但是不能放大。
  • 放大【✘】
    在这里插入图片描述

  • 缩小【✔】
    在这里插入图片描述

  • 平移【✔】
    在这里插入图片描述

4、引用的使用场景

1、做参数

  以交换两个变量的值为例,在C语言中我们常用的是运用指针,通过修改变量的地址来达到交换的目的

在这里插入图片描述

40749e1cea93fad4f2b5.png)
  而现在学习了引用之后,就可以通过将引用作为参数的方法,直接修改变量。

在这里插入图片描述

2、做返回值

在这里插入图片描述


  这里的返回值为什么事5呢?

在这里插入图片描述
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。

5、传值与传引用的比较

  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。

1、效率比较

在这里插入图片描述
  由上述代码可见,传引用比传值效率要快的多。因为编译器在运行时不会给引用变量开辟额外的空间。

2、作为返回值类型的性能比较

在这里插入图片描述
  通过上述代码的比较,发现传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大

6、引用与指针区别

  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
在这里插入图片描述
  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
在这里插入图片描述


引用和指针的不同点

  1. 引用概念上定义一个变量的别名,指针存储一个变量地址。
  2. 引用在定义时必须初始化,指针没有要求
  3. 引用在初始化时引用一个实体后,就不能再引用其他实体,而指针可以在任何时候指向任何
    一个同类型实体
  4. 没有NULL引用,但有NULL指针
  5. **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)
  6. 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
  7. 有多级指针,但是没有多级引用
  8. 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
  9. 引用比指针使用起来相对更安全

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