C++ 引用

C++ 引用

定义：

• 已定义的变量的别名。

使用方法：

• 声明引用时必须将其初始化：

  int rats=101; 
  int & rodents=rats; 

  
  注意：引用一旦被创建不能更改其与某个变量之间的关系，即引用不能再代表其他变量。

• 用作函数参数
• 引用仅仅是别名，使用引用的方法完全与原数据类型相同，但是注意decltype关键字等中的用法略有不同；

  int i;
  int & j = i;    // j type int &
  decltype (j) k = i;    // k type int & but not int
  

  　　

• 允许多层引用但引用的仍是原来的数据

  int i = 999;
  int & j = i;    // j is the reference of i
  int & k= j;    // k is the reference of i
  

  　　

用作函数参数时的注意事项：

• 当实参与引用参数不匹配时：

  • 若参数为 const 引用且函数调用的参数不是左值或与相应的 const 引用参数的类型不匹配，则 C++ 将创建类型正确的匿名变量，将函数调用的参数的值（实参值）传递给该匿名变量（实参值可以被强制转换为相应类型时），并让参数来引用该变量。这些匿名变量只在函数调用期间存在，此后编译器便可以随意将其删除。因此对于实参为 const 引用的 C++ 函数，如果实参不匹配且可以发生强制类型转换，则其行为类似于按值传递。（例外的是有时非 const 右值引用参数也可达到类似生成匿名变量的效果：如 double && 形参可以输入无关左右值的 int 和 const int 类型实参）

注（什么是左值？）：左值参数是可被引用的数据对象，例如变量、数组元素、结构成员、引用和解除引用的指针都是左值。非左值包括字面常量（用引号括起的字符串除外，他们由其地址表示）和包含多项的表达式。

• 尽可能使用 const:

  • 使用 const 可以避免无意中修改数据的编程错误。
  • 使用 const 能使函数能处理 const 和非 const 实参，否则将只能接受非 const 数据。

  • 使用 const 引用使函数能够正确生成并使用临时变量。

函数返回引用时需要注意的事项：

• 避免返回函数终止时不在存在的内存单元引用，解决办法：

  • 返回一个作为参数传递给函数的引用。
  • 用 new 来分配新的存储空间。
• 必要时将返回类型声明为 const 引用，可避免犯糊涂；通过省略 const ，可以编写更简短代码，但其含义也更模糊，增加了犯错的机会，然而有时省略 const 确实有道理。

  free_throws & clone(free_throws & ft)
  {
      ...
      return ft;
  }
  
  clone(ft)=four; //it's allowed, four covered ft

  const free_throws & clone(free_throws & ft)
  {
      ...
      return ft;
  }
  
  clone(ft)=four; //it's not allowed
  display(clone(ft)); //it's allowed, you can ues it like this
  

将引用用于对象：

• 基类引用可以指向派生类对象，而无需进行强制类型转换。

  void file_it(ostream & os)
  {
      ...
  }
  ofstream fout;
  file_it(fout);

  例如：参数 os （其类型为 ostream & ）可以指向 ostream 对象（如 cout ），也可以指向 ofstream 对象（如 fout ）。

何时使用引用参数：

• 程序员能够修改调用函数中的数据对象。
• 通过传递引用而不是整个数据对象，可以提高程序的运行速度。
• 什么时候使用引用、什么时候使用指针，一般性指导原则是
  • 对于使用传递的值而不作修改的函数：
    • 如果数据对象很小，如内置数据类型或小型结构，则按值传递。
    • 如果数据对象是数组，则使用指针，因为这是唯一的选择，并将指针声明为指向 const 的指针。
    • 如果数据对象是较大的结构，则使用 const 指针或 const 引用，以提高程序的效率。这样可以节省复制结构所需的时间和空间。
    • 如果数据对象是类对象，则使用 const 引用。类设计的语义常常要求使用引用，这是 C++ 新增这项特性的主要原因。因此，传递类对象参数的标准方式是按引用传递。
  • 对于修改调用函数中数据的函数：
    • 如果数据对象是内置数据类型，则使用指针。如果看到诸如 fixit(&x) 这样的代码（其中 x 是 int ），则很明显，该函数将修改 x 。
    • 如果数据对象是数组，则只能使用指针。
    • 如果数据对象是结构，则使用引用或指针。
    • 如果数据对象是类对象，则使用引用。

 

右值引用：

• C++ 11 新增了右值引用——这种引用可指向右值，使用 && 声明，之前的引用称为左值引用。