C++ 引用详解(引用的特点,引用与指针的区别,引用的其他使用)

目录

  • 引用
  • 一.引入</font>
  • 二.C++中较为麻烦的运算符</font>
  • 三.引用的定义</font>
  • 四.引用的特点
  • 五.对比指针与引用
  • 六.引用与指针的区别(重点
    • 1.语法层面的区别
    • 2.汇编层面的区别
  • 七.引用的其他使用

引用

一.引入

在生活中,我们可能也会给一些同学起外号,以“张磊”同学为例,我们可以叫他“张三石”,当我们叫到这个外号的时候就会自然而然的想到“张磊”同学,”张三石”就是张磊的别名,而引用也可以这样简单理解:在语法层面上,引用就是取别名

二.C++中较为麻烦的运算符

C++中的 * 和 & 有多重含义,在不同的使用条件下有不同的意思:
*

int *p = &a;   /1.指针
a = a * b;     /2.乘法
*p = 100;      /3.指向

&

int c = a&b;    /1.位运算 转换为二进制
int *p = &a;    /2.取地址
int  a = 100;
int & ar = a;   /3.引用

三.引用的定义

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,它与引用的变量共用同一块内存空间。

格式如下

类型 & 引用变量名(对象名) = 引用实体
注意这里的空格是可选的,即

  • &符号与前后均可以有一个空格;如下:int & ra=a;
  • &符号与类型挨着,如下:int& ra=a;
  • &符号与引用名称挨着,如下:int &ra=a;

int main()
{
int a =100; \\定义变量名
int b = a;\\将a的值赋给变量
int &c = a;\\引用 将c作为a的别名 c11中成为左值引用
return 0;
}

在这里就是相当于一个实体取了两个名字分别为a和c,并且在这个空间中不开辟新的空间。

四.引用的特点

  1. 定义引用时必须给初始化
  2. 没有空引用
  3. 没有所谓的二级引用
  4. 一个变量可以有多个引用(就相当于一个变量有好几个别名,这是可以的)

说明:
int main()
{
int a = 10;
int& b = a;
int& x;
int& y = NULL;
int&& c = a;
}

总而言之:
引用本身是一个变量,但是这个变量又仅仅是另外一个变量一个别名,它不占用内存空间,它不是指针哦!仅仅是一个别名!

五.对比指针与引用

我们以交换函数为例
使用指针交换两个整型值:

int my _swap (int*ap, int*bp)
{
	assert(ap != NULL && bp != NULL);
	int tmp = *ap;*ap = *bp;*bp = *ap;
}
int main()
{
	int x = 10, y = 20;
	my_swap{&x,&y);
	cout<< "x = " << x << " y = " << y << endl;
	return 0;
}

使用引用交换两个指针:

void my_swap (int& a,int& b)
{
	int tmp = a;a = b;
	b = tmp;
}
int main ()
{
	int x = 10, y = 20;my_swap(x,y) ;
	cout << " x = " << x<< " y = " << y << endl;
	return 0;
}

形参为指针时:第一句话一定要断言,必须判断空不空;并且在使用指针的时候 我们需要注意:是否为 野指针, 空指针 ,失效指针
当我们使用引用时,不存在NULL引用,不需要判空,比指针更加安全

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所以:能不使用指针就尽量不要使用指针!
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六.引用与指针的区别(重点

1.语法层面的区别

  1. 从语法规则上讲,指针变量存储某个实例(变量或对象)的地址;
    引用是某个实例的别名。
  2. 程序为指针变量分配内存区域;而不为引用分配内存区域。
int main()
{
	int a = 10;
	int* ip = &a;
	int& b = a;  \\b是a的别名 并没有分配新的空间
}
  1. 解引用是指针使用时要在前加“*”;引用可以直接使用。
int main()
{
	int a = 10;
	int* ip = &a;
	int& b = a;  
	*ip = 100;//对于指针使用加“*”
	b = 200;  //引用不需要“*”
	
}
  1. 指针变量的值可以发生改变,存储不同实例的地址;
    引用在定义时就被初始化,之后无法改变(不能是其他实例的引用)。
int main()
{
	int a = 10,b = 20;
	int* ip = &a;
	ip = &b ;
	int& c = a;
	c = b;   //b的值给c实则是把b的值给a,将a的值改为20
}
  1. 指针变量的值可以为空(NULL,nullptr);没有空引用。
  2. 指针变量作为形参时需要测试它的合法性(判空NULL);
    引用不需要判空。
  3. 对指针变量使用”sizeof”得到的是指针变量的大小;
    对引用变量使用”sizeof”得到的是变量的大小。
int main()
{
	double dx = 10;
	double* dp = &dx;
	double& a = dx; 
	printf("sizeof(dp):%d\n", sizeof(dp));
	printf("sizeof(a):%d", sizeof(a));
}

运行结果:

  1. 理论上指针的级数没有限制;但引用只有一级。
    即不存在引用的引用,但可以有指针的指针。

  2. ++引用与++指针的效果不一样。

例如就++操作而言:

int main()
(
	int ar[5] = { 1,2,3,4,5 };
	int* ip = ar; //数组首元素地址
	int& b = ar[O]; //数组首元素的别名叫b
	++ip;  //由0下标的地址指向1下标的地址
	++b;  //由0下标指向1下标
}

  1. 对引用的操作直接反应到所引用的实体(变量或对象)。
    对指针变量的操作,会使指针变量指向下一个实体(变量或对象)的地址;而不是改变所指实体(变量或对象)的内容。
int main()
(
	int ar[5] = { 1,2,3,4,5 };
	int* ip = ar; //数组首元素地址
	int& b = ar[O]; //数组首元素的别名叫b
	++(*ip); //值由1>>2 
	(*ip)++; //所有表达式结束后 进行++ 
	//有括号 先取ip的值与*结合 然后++为所指之物的++
	int x = *ip++;
	//没有括号 先将ip的值取出 与*结合 把所指之物取出(此时已与*结合完) 然后将ip取出进行++ ++后的值回写给ip 将值存储到x中
	//通过()提高了优先级
}
  1. 不可以对函数中的局部变量或对象以引用或指针方式返回。

    当变量的生存期不受函数的影响时就可以返回地址

2.汇编层面的区别

汇编层面来讲引用就是一个指针,但是引用并不是一个普通的指针是指针的语法槽,也可以看作是常性的指针 。

int main()
{
	int a = 10;
	int* ip = &a;
	int& x = a;
	*ip = 100;
	x = 200;
}

七.引用的其他使用

  1. 常引用:

常引用实际上是一种万能引用既可以引用普通变量 ,常量,也可以引用字面常量

(1)引用普通变量

int main()
{
	int a = 10;
	int & b = a;
    const int& c = a;
    b += 10;
    a += 10;
    c += 10;
    return 0;
}

对于这块报错问题:是因为c是不可修改的

(2)引用常量

int main()
{
    int a = 10;
    const int b =20;
    int& x = a;
    int& y = b;  //error 不安全
    const int& y = b; //ok
    const int& z =10; //ok
    return 0;
}


(3)引用字面常量

引用字面常量时,分两步走,首先定义一个临时量 去引用临时量 不是引用真实的字面常量10。

int main()
{
    int a = 10;
    const int& z =10; //ok
    //int tmp =10;
    //const int &z = tmp;
    return 0;
}
  1. 数组引用

在引用数组时,必须知道数组的大小

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 10;
    int ar[5] = { 1,2,3,4,5 };
    int& x = ar[0];  //ok
    int(&x)[5] = ar; //ok   没有[5]无法编译通过
  
    return 0;
}
  1. 指针引用

引用既然就是一个变量,那我同样也可以给指针变量取一个别名

int main()
{
	int a = 100;
	int *p = &a;
	int * &rp = p;
 
	cout << a << endl;
	cout << *p << endl;
	cout << *rp << endl; //这里为什么要将*放在前面,因为p的类型是 int * 作为一个整体哦!!
 
	cout << p << endl;
	cout << rp << endl;
 
	getchar();
	return 0;
}
/*
100
100
100
012FF84C
012FF84C
*/

我们发现这里的指针变量p和它的引用(别名)rp是完全一样的。但是由于引用的目的跟指针的目的是类似的,所以一般不需要对指针再起别名了。

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