linux c/c++ 學習總結（6）-- 對引用的理解

爲什麼要在c++中引入“引用？
按照c++之父斯特勞斯特魯普的說法是：（以下內容摘抄自斯特勞斯特魯普的個人網站）

C++ 的指針繼承於 C，若要移除指針，勢必造成嚴重的兼容性問題。引用有幾方面的用處，但我在 C++ 中引入它的主要目的是爲了支持運算符重載。例如：

 void f1(const complex* x, const complex* y)    // 沒有引用
{
    complex z = *x+*y;  // 難看
    // ...
}

void f2(const complex& x, const complex& y) // 使用引用
 {
    complex z = x+y;    // 看起來不錯
    // ...
}

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我們在學習c++過程中，會覺得引用是一個非常簡單好用的東西，但仔細體會會發現它的一些特性不太好捉摸，下面總結下：

引用的本質是什麼？

我覺得要說清楚這個話題需要對引用有2個方面的理解，一個是“單純的c++規範”層面的理解，另一個是各個編譯器廠家如何“實現引用”的層面來理解。
1. “單純的c++規範”層面：引用是一個具名變量的別名，這個所有c++書籍上都會介紹的，但這句背後的含義是什麼呢？答案是”引用不是對象”！！！對象是什麼呢？你可能會說：對象就是“new出來的東西”。但嚴格來說應當是：

對象是帶有一些性質的儲存區域，這些性質包括：大小(sizeof),內存對齊，生命週期，連接性，類型，名字(new 出來的對象是不具名對象，沒有名字)。

在c++中有哪些地方能體現出來“引用不是對象”呢？看代碼：

int* arr1[10];    //指針數組，每個位置上放置一個指向int類型的指針
int& arr2[10];    //error，沒有這種寫法，沒有存放引用的數組，因爲引用不是對象

int& *p = NULL;   //error,沒用指向指針的引用

int && p;         //error，沒有指向應用的應用，這裏其實一個右值引用，p需要用一個臨時量初始化

這一層面的理解關鍵是知道：引用不是對象。
2. 編譯器如何“實現引用”：編譯器通過“自解引用的常量指針”來實現引用的效果。看代碼：

int num = 90；
int & r = num;   
//等價於 
int * const r = #  //這也是引用爲什麼要初始化的原因

cout<<r<<endl;   //輸出num
//等價於
cout<<*r<<endl;  

總結：引用需要理解到這兩個層面才能理解一些問題。
1. c++中爲什麼沒有“引用數組”，“指向引用的指針”，“指向引用的引用”，原因是“引用不是對象”。
2.不是說“引用不是對象嗎？” 爲什麼函數傳參時，以及函數的返回值可以引用？（函數也不是對象，因此函數傳參不能傳遞，函數的返回值也不能是函數，實際上傳遞的都是指向函數的指針）。這時應當把引用理解成“引用是一個const指針”。