C++基础(8.2)——引用变量

引用变量

引用变量是C++的一种复合类型，是已定义变量的别名，主要用途是做函数的参数。通过将引用做参数，函数将使用原始数据而非副本。这样除指针之外，引用也为函数处理大型大型结构提供了一种方便的途径，同时对于设计类来说，引用也是不可避免的

创建引用变量

int rats;
int & rodents = rats; // makes rodents an alias for rats
/* &不是地址运算符，而是类型标识符，int &指的是指向int的引用 */

引用与指针的区别

指针可以先声明在赋值，而引用必须在声明时赋值

/* 指针 */
int rat;
int * rodents;
rodents = &rat; // OK

/* 引用 */
int rat;
int & rodents;
rodent = rat;	// No, you can't do this.

引用接近const指针，必须在创建时进行初始化，一旦与某个变量关联起来，就一直效忠于它

int a  = 3;
int & b = a;

int c = 50;
b = c;
std::cout << "variable c value is " << c  << ", storage address is " << &c << std::endl;
std::cout << "variable b value is " << b  << ", storage address is " << &b << std::endl;
std::cout << "variable a value is " << a  << ", storage address is " << &a << std::endl;

$ ./example
variable c value is 50, storage address is 0x7fff609c05f0
variable b value is 50, storage address is 0x7fff609c05f4
variable a value is 50, storage address is 0x7fff609c05f4
/* 由上得知， b与a的地址相同， 而与c的地址不同，由于b是a的别名， 因此b=c, 与a=b等效, 
结论：可以通过初始化声明来设置引用，但不能通过赋值操作来设置
*/

将引用用作函数参数
引用常用作函数参数，使得函数中变量名成为调用程序中的变量的变量，这种传递参数的方法称为按引用传递。C++新增的这项特性是对C语言的超越，C语言只能按值传递，按值传递导致被调用函数使用调用程序的值的拷贝。C语言也有避开按值传递的限制，采用按指针传递的方式

引用的属性和特别之处

/* 临时变量、引用参数和const */

void test(int ra) {
      
      
	cout << ra << endl;
}

int a = 1;
int b = test(a + 1.1);  // 不合理，因为表达式a+1非变量
/* 如果实参与引用参数不匹配，C++将生成临时变量。当前，仅当参数为const引用时，
C++才允许这样做 */

/* 如果引用参数是const, 则编译器将在下面两种情况下生成临时变量: 
1. 实参的类型正确，但不是左值
2. 实参的类型不正确，但可以转换为正确的类型
*/

/* 在早期的C++中*/
void swapr(int & a, int & b) {
      
      
	int temp;
	temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}
long a = 3, b = 5;
swapr(a, b);
// 在早期C++较为宽松的规则下，执行这样的操作时，因为类型不匹配，因此编译器将创建两个临时int变量，并分别初始化为3和5，然后交换临时变量的内容，而a和b保持不变

注意: 如果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传递给匿名变量，并让参数来应用该变量

尽可能的使用const:

使用const可以避免无意中修改数据的编程错误
使用const使函数能够处理const和非const实参，否则只能接受非const数据
使用const引用使函数能够正确的生成临时变量
** 右值引用：**

	/* C++11新增了另一种引用——右值引用(rvalue reference) 这种引用可指向右值，使用&&声明 */
	double && rref = sqrt(36.00);	// not allowed for double &
	double j = 15.0;
	double && jref = 2.0 * j + 18.5; // not allowed for double &
	cout << rref << endl; // display 6.0
	cout << jref << endl; // display 48.5
	/* 新增右值引用的主要目的是，让库设计人员能够提供有些操作的有效实现， C++ primer plus chapter 18详细描述如何使用右值引用来实现移动语义(move semantics)。以前的引用(使用&声明的引用)现在称为左值引用 */

将引用用于结构
引入引用的主要目的是用于结构和类，而非内置的基本类型

// 返回引用还不是非常理解， 暂时写个相对简单的例子
/* 函数返回引用 */
struct Student {
      
      
    int age;
    std::string name;
};

// 方式1
Student & test_return_quote(Student & a)
{
      
      
    a = {
      
      25, "LiuDeHua"};
    std::cout << "init success" << std::endl;
    
   // Student c  = {20, "aaa"};
    //return c; 不可以返回已经不再存在的内存单元
    
    return a;
}

/*	另一种方法是：
	使用new来分配新的存储空间，并返回指向该内存空间的指针
	而调用test_return_quote2()时隐藏了对new的调用，应该使		用delete释放，或者使用auto_ptr模板以及C++11新增的unique_ptr自动完成释放工作
*/
Student & test_return_quote2(Student & a)
{
      
      
    Student *pt;
    *pt = a;
    return *pt;
}

int main()
{
      
      
	Student  s;
    Student a;
    s = test_retuen_quote(a);
    std::cout << s.age << std::endl;
    std::cout << s.name << std::endl;
    
    /* 传统返回机制与返回应用的不同， 传统返回机制与按值传递函数类似； 
    计算关键字return后面的表达式，并将结果返回给调用函数。
    从概念上说， 这个值(test_return_quote中的a)复制到一个临时位置，
    然后将这个值拷贝给调用方s。 但在返回引用时，将直接把a赋值到s， 其效率更高 */
	return 0;
}

注意： 返回引用的函数实际上是被引用的变量的别名
返回引用时需注意的问题：
1. 返回引用时，应避免返回函数终止时不再存在的内存单元引用
2. 如果用new来分配新的存储空间，并返回指向该内存空间的指针时，应该做到及时delete或智能指针及时释放

C++基础(8.2)——引用变量

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