c++的引用用法

一、引用简介

引用就是某一变量（目标）的一个别名，对引用的操作与对变量的直接操作完全一样。

引用的声明方法：类别标识符&引用名=目标变量名；

例1：

int a;
int &ra=a; //定义引用ra，它是变量a的引用，即别名。

说明：

• &在此处不是取地址运算，而是标识作用。
• 类型标识符是指目标变量的类型。
• 声明引用时，必须对其进行初始化。
• 引用声明完毕后，相当于目标变量名有两个名称，即该目标原名称和引用名，且不能再把该引用名作为其他变量的别名，ra=1相当于a=1。
• 声明一个引用，不是新定义了一个变量，它只表示该引用名是目标变量名的一个别名，他本身不是一种数据类型，因此引用本身不占存储单元，系统也不给引用分配存储单元。因此对引用求地址，就是对目标变量求地址。
• 不能建立数组的引用，因为数组是一个由若干个元素组成的集合，所以无法建立一个数组的别名。

二、引用应用

1. 引用作为参数

void swap(int &p1,int &p2) //函数形参都是引用
int p;
p=p1;
p1=p2;
p2=p;

为在程序中调用该函数，则在相应的主调函数的调用点处，直接以变量作为实参调用即可，而不需要实参变量有任何的特殊要求。

int main()
{
int a,b;
cin>>a>>b;
swap(a,b);
return 0;
}

说明：

• 传递引用给函数与传递指针的效果一样，这时，被调函数的形参就成为原来主调函数中的实参变量或对象的一个别名。
• 使用引用传递函数的参数，在内存中并没有产生实参的副本，它是直接对实参操作。而使用一般变量传递函数的参数时，需要给形参分配存储单元，形参变量是实参变量的副本；如果传递的是对象，还将调用拷贝构造函数。因此，当参数传递的数据较大时，用引用比用一般变量传递参数效率和所占空间都好。
• 使用指针作为函数的参数虽然也能达到与使用引用的效果，但是，在被调函数中同样要给形参分配存储单元，且需要重复使用"*指针变量名"的 形式进行运算，这很容易产生错误且程序的阅读性较差；另一方面，在主调函数的调用点处，必须用变量的地址作为实参。而引用更容易使用，更清晰。

1. 常引用
   
   如果既要利用引用提高程序效率，又要保护传递给函数的数据不在函数中被改变，使用常引用。
   
   声明方式：const 类型标识符 &引用名=目标变量名；
   
   例3：

int a ;
const int &ra=a;
ra=1; //错误
a=1; //正确

1. 引用作为返回值
   
   用引用返回函数值，在内存中不产生被返回的副本。
   
   声明方式：
   
   类型标识符 &函数名（形参列表及类型说明）
   
   {函数体}
   
   例4：

float temp;  //定义全局变量temp
float fn1(float r);  //声明函数fn1
float &fn2(float r);  //声明函数fn2，以引用的方式返回。

float fn1(float r)  //定义函数fn1，它以返回值的方法返回函数值
{
　temp=(float)(r*r*3.14);
　return temp;
}

float &fn2(float r) //定义函数fn2，它以引用方式返回函数值
{
　temp=(float)(r*r*3.14);
　return temp;
}

void main() //主函数
{
　float a=fn1(10.0); //第1种情况，系统生成要返回值的副本（即临时变量）
　float &b=fn1(10.0); //第2种情况，可能会出错（不同 C++系统有不同规定）
　//不能从被调函数中返回一个临时变量或局部变量的引用

　float c=fn2(10.0); //第3种情况，系统不生成返回值的副本
　//可以从被调函数中返回一个全局变量的引用
　float &d=fn2(10.0); //第4种情况，系统不生成返回值的副本
　//可以从被调函数中返回一个全局变量的引用
　cout<<a<<c<<d;
}

说明：

• 不能返回局部变量的引用。主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了"无所指"的引用，程序会进入未知状态。
• 不能返回函数内部new分配的内存的引用。
• 可以返回类成员的引用，但最好是const。
• 引用与一些操作符的重载：

三、总结

1. 在引用的使用中，单纯给某个变量取个别名是毫无意义的，引用的目的主要用于在函数参数传递中，解决大块数据或对象的传递效率和空间不如意的问题。
2. 用引用传递函数的参数，能保证参数传递中不产生副本，提高传递的效率，且通过const的使用，保证了引用传递的安全性。
3. 引用与指针的区别是，指针通过某个指针变量指向一个对象后，对它所指向的变量间接操作。程序中使用指针，程序的可读性差；而引用本身就是目标变量的别名，对引用的操作就是对目标变量的操作。
4. 使用引用的时机。流操作符<<和>>、赋值操作符=的返回值、拷贝构造函数的参数、赋值操作符=的参数、其它情况都推荐使用引用。