• 第5课 引用的本质分析


    1.  引用的意义

    (1)引用作为变量别名而存在,因此在一些场合可以代替指针

    (2)引用相对于指针来说,具有更好的可读性实用性

     

    2. 特殊的引用——const引用

    (1)const Type& name = var; //让变量拥有只读属性

    (2)当使用常量对const引用进行初始化时,C++编译器会为这个常量值分配空间,并将引用名作为这段空间的别名。但这样用常量对const引用初始化将生成的是一个只读变量。

    【实例分析】引用的特殊意义

    #include <stdio.h>
    
    void Example()
    {
        printf("Example:
    ");
    
        int a = 4;
        const int& b = a;//变量a的别名,const让变量b具有只读属性
        int* p = (int*)&b; //&b就是变量a的地址
    
        //b = 5;//非法,因为用const修饰的引用,其代表的变量是只读的
    
        *p = 5; //合法,修改变量a的值
    
        printf("a = %d
    ", a); //5;
        printf("b = %d
    ", b); //5
    }
    
    void Demo()
    {
        printf("Demo:
    ");
    
        //const引用
        const int& c = 1; //引用本应是变量的别名。一般,常量是不分配内存的。当编译器看
                          //该行时,会为常量1分配内存,并让b作为这段空间的别名。
    
        int* p = (int*)&c;
    
        //c = 5;//非法,因为const修饰,c是只读的
    
        *p = 5;//合法,通过指针访问内存
    
        printf("c = %d
    ", c); //5
    
        printf("
    ", c); //5
    
        //const修饰变量:注意与const引用的区别
        const int a = 1;   
        p = (int*)&a; //遇到&a才为常量分配内存
    
        //a = 5;//非法,因为const修饰,a是只读的
    
        *p = 5;//合法,通过指针访问内存
    
        printf("a = %d
    ", a); //1,编译器看到a直接从符号表读其值(1)
        printf("*p = %d
    ",*p); //5
    }
    
    int main()
    {
        Example();
        
        printf("
    ");
    
        Demo();
    
        return 0;     
    }

    3. 引用的本质

    (1)引用在C++中的内部实现是一个指针常量,因此引用所占用的空间大小与指针相同。

     

    (2)从使用的角度,引用只是一个别名,C++为了实用性而隐藏了引用的存储空间这一细节。

      ①在编译过程中,编译器看到int& a的声明就会转换为int* const a;

      ②看到使用引用时,会转为*a,如此隐藏了使用指针的事实

    【编程实验】引用的思考

    #include <stdio.h>
    
    struct TRef
    {
        char& r;//引用的本质是指针常量,因此会分配4字节的空间,相当于char* const r;
    };
    
    
    
    int main()
    {
        char c = 'c';
        char& rc = c;
        TRef ref = {c};
    
        printf("sizeof(char&) = %d
    ",sizeof(char&));//1,char型变量别名,大小为1
        printf("sizeof(rc) = %d
    ",sizeof(rc));      //1,变量c的别名,大小为1
    
        printf("sizeof(TRef) = %d
    ",sizeof(TRef));  //结构体内有个引用,本质为指针,占4字节
        printf("sizeof(ref.r)= %d
    ",sizeof(ref.r)); //1,char型变量的别名,大小为1
    
    
        return 0;     
    }

    【编程实验】引用的存储空间

    #include <stdio.h>
    
    struct TRef
    {
        char* before; //4字节
        char& ref;//4字节,本质是指针常量,会分配4字节的空间,相当于char* const ref;
        char* after;//4字节
        
    };
    
    
    
    int main()
    {
        char a = 'a';
        char& b = a;
        char c ='c';
    
        TRef r = {&a, b, &c};
    
        printf("sizeof(r) = %d
    ", sizeof(r));               //12
        printf("sizeof(r.before) = %d
    ", sizeof(r.before)); //4
        printf("sizeof(r.after)  = %d
    ", sizeof(r.after));  //4
        printf("&r.before = %p
    ", &r.before);
        printf("&r.after  = %p
    ", &r.after); //after和before相差8个字节,中间隔了个b引用所占用的空间
    
        return 0;     
    }

    4. 引用的意义

    (1)功能性:引用在大多数情况下代替指针,可以满足需要使用指针的场合

    (2)安全性:可以避开由于指针操作不当而带来的内存错误

    (3)操作性:简单易用,又不失功能强大

    【实例分析】函数返回引用

    #include <stdio.h>
    
    int& demo()
    {
        int d = 0;
    
        printf("demo: d = %d
    ", d); //输出0
    
        return d;//返回局部变量的引用,危险
    }
    
    int& func()
    {
        static int s = 0;
        printf("func: s = %d
    ", s);//输出0
    
        return s; //合法,返回的是静态局部变量(位于全局存储区中的)
    }
    
    
    
    int main()
    {
        int& rd = demo();
        int& rs = func();
    
        printf("
    ");
        printf("main: rd = %d
    ", rd);//垃圾数值
        printf("main: rs = %d
    ", rs);//0,返回全局存储区中的s
        printf("
    ");
    
        return 0;     
    }

    5. 小结

    (1)引用作为变量别名而存在,旨在代替指针

    (2)const引用可以使得变量具有只读属性

    (3)引用在编译器内部使用指针常量实现,其最终本质为指针

    (4)引用可以尽可能的避开内存错误

  • 相关阅读:
    04.sys
    leetcode算法-加油站
    Spring动态AOP
    (java反射-JDK动态代理)+CGLIB动态代理
    java反射-基础语法
    leetcode算法-验证回文串
    leetcode算法-盛最多水的容器
    leetcode算法-两数之和
    leetcode算法-三数之和
    leetcode算法-最长和谐子序列
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/5iedu/p/5367317.html
Copyright © 2020-2023  润新知