C++ 引用

一、引用簡介


 引用就是某一變量(目標)的一個別名,對引用的操作與對變量直接操作完全一樣。


 引用的聲明方法:類型標識符 &引用名=目標變量名;


【例】int a; int &ra = a;//定義引用ra,他是變量a的引用,即別名

1.&在這裏起標識作用,不是址職運算

2.類型標識符是指目標變量的類型

3.聲明引用時,必須同時對其進行初始化

4.引用完畢後,相當於目標變量名有兩個名稱,即該目標原名稱和引用名,且不能再把該引用名做爲其他變量名的別名。

ra = 1;等價於a = 1;

5.聲明一個引用,不是定義了一個新的變量,他只是表示該尹永明是目標變量名的一個別名,他本身不是一種數據類型,因此引用本身不佔用高存儲單元,系統也不給引用分配存儲單元。故引用求地址,是對目標變量求地址。

6.不能建立數組的引用。因爲數組是一個由若干個元素組成的集合,所以無法建立一個數組的別名。


二、應用


1.引用做爲參數

  引用的一個重要作用就是作爲函數的參數,以前的C語言中函數參數傳遞是值傳遞,若有大塊數據(數組,字符串)作爲參數傳遞的時候,採用的方案往往是指針,因爲這樣可以避免將整塊數據全部壓棧,可以提高程序的效率。但是現在(C++中)又增加了一種同樣有效率的選擇(在某些特殊情況下又是必須選擇)就是引用。

  a、傳遞引用給函數與傳遞指針的效果是一樣的。這時,被調用函數的形參就成爲原來主調函數中的實參變量或對象的一個別名來使用,所以在被調函數中對形參變量的操作就是對其相應的目標對象(主調函數中)的操作。

  b、使用引用傳遞函數的參數,在內存中並沒有產生實參的副本,他是直接對實參進行操作;而使用一般變量傳遞函數的參數,當發生函數調用時,需要給形參分配存儲單元,形參變量是實參的變量的副本;若傳遞的是對象,還將調用拷貝構造函數。因此當參數傳遞的數據較大時,用引用比用一般變量傳遞參數的效率和所佔空間都好。

  c、使用指針作爲函數的參數雖然也能達到與使用引用相同的效果,但是在被調函數中同樣要給形參分配存儲單元,且需要重複使用“指針變量名”的形式進行計算,這很容易產生錯誤且程序的閱讀性差;另一個方面,在主調函數的調用點處,必須用變量的地址作爲實參。而引用更容易使用,更加清晰。


2.常引用

  常引用聲明方式:const類型標識符&引用名=目標變量名;

  用這種方式聲明的引用,不能通過引用對目標變量的值進行修改,從而使引用的目標成爲const,達到了引用的安全性。


  引用型參數應該再能被定義爲const的情況下,儘量定義爲const。

 【例】 

string foo( );
void bar(string & s);


 那麼下面的表達式將是非法的:   

bar(foo( ));
bar("hello world");


  原因在於foo( )和"hello world"串都會產生一個臨時對象,而在C++中,這些臨時對象都是const類型的。因此上面的表達式就是試圖將一個const類型的對象轉換爲非const類型,這是非法的。


3.引用作爲返回值

  要以引用返回函數值,則函數定義時要按以下格式

  類型標識符 &函數名(形參列表及類型說明){函數體}

  引用返回一個函數值的最大好處是,在內存中不產生被返回值的副本。

  

  引用做爲返回值,必須遵守以下規則:

  a、不能返回局部變量的引用。原因:局部變量會在函數返回後被銷燬,被返回的引用就成了“無所謂的引用”,進程進入位置狀態

  b、不能返回函數內部new分配的內存的引用。原因:例如,被函數返回的引用只是作爲一個臨時變量出現,而沒有被賦予一個實際的變量,那麼這個引用所指向的空間(new分配)就無法釋放,造成memory leak。

  c、可以返回類成員的引用,最好是const。原因:主要原因是當對象的屬性是與某種業務規則(business rule)相關聯的時候,其賦值常常與某些其它屬性或者對象的狀態有關,因此有必要將賦值操作封裝在一個業務規則當中。如果其它對象可以獲得該屬性的非常 量引用(或指針),那麼對該屬性的單純賦值就會破壞業務規則的完整性。


4.引用與一些操作符的重載


5.在另外的一些操作符中,卻千萬不能返回引用:+-*/ 四則運算符。它們不能返回引用。


三、引用和多態

  引用是除指針外另一個可以產生多態效果的手段。這意味着,一個基類的引用可以指向它的派生類實例。

 

class Base;
class A:public Base{};
Base b;
A &Ref = b;

  Ref 只能用來訪問派生類對象中從基類繼承下來的成員,是基類引用指向派生類。如果A類中定義有虛函數,並且在B類中重寫了這個虛函數,就可以通過Ref產生多態效果。


四、總結


  (1)在引用的使用中,單純給某個變量取個別名是毫無意義的,引用的目的主要用於在函數參數傳遞中,解決大塊數據或對象的傳遞效率和空間不如意的問題。


  (2)用引用傳遞函數的參數,能保證參數傳遞中不產生副本,提高傳遞的效率,且通過const的使用,保證了引用傳遞的安全性。


  (3)引用與指針的區別是,指針通過某個指針變量指向一個對象後,對它所指向的變量間接操作。程序中使用指針,程序的可讀性差;而引用本身就是目標變量的別名,對引用的操作就是對目標變量的操作。


  (4)使用引用的時機。流操作符<<和>>、賦值操作符=的返回值、拷貝構造函數的參數、賦值操作符=的參數、其它情況都推薦使用引用。


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