C++详细分析讲解引用的概念与使用

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。

2.引用的格式

类型 & 引用变量名 ( 对象名 ) = 引用实体；

举例如下：

注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

3.引用的特性

(1). 引用在 定义时必须初始化

例如：int& d; 这样就是没有初始化是错的

(2). 一个变量可以有多个引用

int a = 10;
int& b = a;
int& c = b;
int* p = &b; //p是指针

(3). 引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

4.取别名原则

对原引用变量，权限只能缩小，即 可读可写(普通类型) 可以改成 只读(const)；不能放大:，即 只读 不能改成 可读可写的

例子1：权限的放大，不能把const给非const

例子2：权限的缩小 非const 既可以给非const，也可以给const：

例子3：权限缩小和放大规则:适用于引用和指针间

例子4： 权限不适用于普通赋值:

难点：隐式类型转换的引用

整形e能否做双精度浮点型d的别名呢？

直接赋值是不行的，需要加上const才正确。即：const int& e = d;正确

解释：隐式类型转换的普通赋值的情况，上面的例子：int f=d；从语法上看把8字节的d不能直接给4字节的f，因为浮点数和整形的存储形式就不一样，没办法直接截取，所以d需要先把整数部分给一个4字节的临时变量，再把临时变量给f

再看引用：int& e=d;临时变量具有常性，所以这里把临时变量给引用e的时候，相当于是把自带const的临时变量赋值给非const的e，把只读的给可读可写的是放大了权限，所以错误；必须改成const int& e=d;才正确！

5.引用的使用场景

做参数

(1)传参:实参给形参传值和传地址都需要传一份值/地址的拷贝，引用传参可以减少拷贝，提高效率

(2)作输出型参数：

leetcode上的题往往有输出型参数，在c++中就可以用引用代替更加方便

做返回值

int&Count()的讲解

传值返回:会有一个拷贝

传引用返回:没有这个拷贝了，函数返回的直接就是返回变量的别名

首先我们来看普通的传值返回：普通的传值返回需要把返回值n给一个函数类型int的临时变量(函数类型就是返回值类型)，再把临时变量给ret。

为什么设计一个临时变量，直接把n给ret不行吗？

答：不行，因为当函数Count里执行完各种代码后，返回n，等出了Count函数的作用域后n就会销毁，所以不能直接把n给ret，需要一个临时变量。

如何证明返回时存在临时变量呢？：如果你用int& ret 接收，写成int& ret = Count();发现无法运行，因为临时变量有常性，所以需要写成const int& ret = Count();才能通过。

此时再看传引用返回：

当用引用接收引用返回时：这里ret和n的地址一样，也就意味着ret其实就是n的别名。但是因为n出作用域不会立即被覆盖，所以第一次通过ret可以打印是1，当打印第二次时，因为前面已经调用过一次打印函数，已 "销毁" 的Count函数栈帧在此时被打印函数覆盖，再打印ret就会是随机数了！

即：如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统，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。

用static修饰n后：用static静态变量使n只初始化一次且改变其生命周期，把n放进了静态区，这样n就一直存在，就可以通过ret找到n了，再怎么打印ret都是1.

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。 总结：传值和指针在作为传参以及返回值类型上效率相差很大 。