前言：在面向對象的程序設計語言中，我們經常聽見一些名詞，引用，地址，在函數傳遞參數的時候，我們又經常說值傳遞，引用傳遞，最容易讓人搞混淆的就是“引用”和“地址”這兩個概念了，對於C++和C#來說，引用一詞從他們所呈現的表象來看的確很類似，但是本質實際上是不一樣的，
C++：引用就是一個變量的別名；
C#：引用可以用指針去理解，雖然C#沒有指針，我們經常說某個變量所引用的數據，可以理解爲某個變量所指向的數據。
一、先從C語言的交換兩個變量說起
C語言中：函數傳參有傳值和傳址兩種方式
用swap函數舉例：
1.1 傳值方式（創建了臨時變量存放實參的值）
缺點：不能通過函數形參改變外部實參
優點：不能改變外部的實參
void swap(int left,int right)//此代碼不能完成兩數的交換
{
int tmp = left;
left = right;
right = tmp;
}
2.傳址方式（創建了臨時變量存放了實參的地址）
缺點：每次訪問實參都要解引用
優點：可以改變外部實參
void swap(int* left,int* right)
{
int tmp = *left;
*left = *right;
*right = tmp;
}
而C++中就引入了引用的概念，下面詳細介紹一下C++中的引用
上面的代碼就可以寫成這樣
此時代碼中的left和right就是實參的別名，通過交換left和right就能將傳過來的實參進行交換。
void swap(int& left,int& right)
{
int tmp = left;
left = right;
right = tmp;
}
總結：C++通過引用就可以達到C語言的指針作爲參數的效果。
二、引用的簡單概念
引用不是新定義一個變量，而是給已存在變量取了一個別名，編譯器不會爲引用變量開闢內存空間，它和它引用的變量共用同一塊內存空間。
定義引用類型的格式：
類型 & 引用變量名(對象名) = 引用實體；注意這裏的空格是可選的，即
- &符號與前後均可以有一個空格；如下：int & ra=a;
- &符號與類型挨着，如下：int& ra=a;
- &符號與引用名稱挨着，如下：int &ra=a;
到底怎麼理解引用只是一個變量的別名呢？其實在生活中別名很好理解，比如 張三 有一個別名叫做 三兒 。那麼這兩個名稱指的實際上就是同一個人，張三幹嘛，三兒就在幹嘛，兩者是一起的，爲了說明，我們看一個例子：
int main()
{
int a = 100;
int & ar = a;
cout << a << endl;
cout << ar << endl;
cout << &a << endl;
cout << &a << endl;
ar = 200; //改變引用變量
cout << a << endl;
cout << ar << endl;
cout << &a << endl;
cout << &a << endl;
getchar();
return 0;
}
/*
100
100
012FF77C
012FF77C
200
200
012FF77C
012FF77C
*/
2.1 總結引用的特點
- 引用變量的類型必須與它的實體類型一致（因爲取別名要符合引用實體的身份，如果類型不一致則會報錯）
- 引用變量使用必須要進行初始化（不然沒有實體都不知道給誰取別名）
- 一個變量可以有多個引用（就相當於一個變量有好幾個別名，這是可以的）
int a = 10; int& ra = a; int& rra = ra; ra,raa都是a的別名
- 引用一旦引用一個實體，再不能引用其他實體（同一個別名不能引用不同的人，否則就分不清誰是誰了）
- 引用不是指針，他就是一個變量，僅僅是一個別名；
總而言之：
引用本身也是一個變量，但是這個變量又僅僅是另外一個變量一個別名，它不佔用內存空間，它不是指針哦！不要混淆了，僅僅是一個別名，別名，別名，重要的事情說三遍。
三、引用的更多使用
3.1 常引用
變量可以使變量和常量，別名本質上也是變量，也可以是變量或者是常量，所以對應起來有四種情況，分別如下：
（1）變引用——變量
int a = 10; //可讀可寫
int& ra = a; //可讀可寫
（2）常引用——變量
int a = 10; //可讀可寫
int const& ra = a; //僅僅可讀，不可寫
ra=20; //編譯不通過，ra是常量
（3）變引用——常量
int const a = 100; //常量
int & ar = a; //變量，編譯沒辦法通過，因爲本尊都是常量，別名自然不能是變量
（4）常引用——常量
int const a = 100; //常量
int const & ar = a; //常量，自身和別名都是常量，沒有問題
3.2 指針引用
引用既然就是一個變量，那我同樣也可以給指針變量去一個別名啊，參見下面的
int main()
{
int a = 100;
int *p = &a;
int * &rp = p;
cout << a << endl;
cout << *p << endl;
cout << *rp << endl; //這裏爲什麼要將*放在前面，因爲p的類型是 int * 作爲一個整體哦！！
cout << p << endl;
cout << rp << endl;
getchar();
return 0;
}
/*
100
100
100
012FF84C
012FF84C
*/
我們發現這裏的指針變量p和它的引用（別名）rp是完全一樣的。但是由於引用的目的跟指針的目的是類似的，所以一般不需要對指針再起別名了。（參見兩數交換的函數）
總而言之一句話：
引用變量就是別名、別名、別名。
四、引用與函數的結合使用
4.1 引用變量作爲函數參數
把傳值和傳址的優點結合起來了，寫起來會比較方便，同時對形參修改了會體現到我們的外部實參上（因爲形參就是實參的別名），同時傳引用的效率比傳值的效率高，傳引用寫起來也比傳址方便。
void swap(int& left,int& right)
{
int tmp = left;
left = right;
right = tmp;
}
//函數調用,由於引用僅僅是一個別名，對於形參的操作會影響到實參
a=10;，需要特別注意
b=20;
swap(a,b);
由於引用變量作爲函數參數，對形參修改了會體現到我們的外部實參上（因爲形參就是實參的別名），這需要特別注意，但是如果我不希望改變外面的實參呢？
傳了引用之後，在函數內部進行操作就會把實參修改怎麼辦？
此時就採用const引用
void testfun(const int& a)
{
//a = 10;
//此時a就不能改，因爲a是一個常量的引用，不允許修改
}
總結：所以我們在構建函數的時候，還是要根據實際的需求，來決定到底是傳值、傳指針、還是傳引用。不能一概而論。
4.2 引用變量作爲函數的返回值
（1）不要返回局部變量的引用——一個嚴重的問題
先看一個代碼：
using namespace std;
int& test1()
{
int n = 5;
return n;
}
int main()
{
int i = test1();
cout << i << endl;
getchar();
return 0;
}
注意：
不同的編譯器對於返回局部變量的引用有所區別對待：
- 對於gcc和g++， 編譯報警告，運行的時候會出現錯誤
- 對於msvc：編譯報警告，warning C4172: 返回局部變量或臨時變量的地址: n，但是運行的時候不會出現錯誤，而是像正常的運行一樣，比如上面的代碼結果爲5.
爲什麼不要返回局部變量的引用呢？
因爲當該函數調用結束之後，該函數內部創建的局部變量出了作用域會被銷燬，爲這個函數開闢的棧幀也會被系統回收，在調用下一個函數之前會對這一部分棧空間裏的垃圾數據進行清理，因此你也會失去對這個空間的管控能力。函數調用結束之後，所有的局部變量都銷燬了，哪裏來的別名這一說法。
（2）返回全局變量的引用
int c; //定義全局變量
int & add(int a, int b)
{
c = a + b;
return c; //這裏的返回值就是一個int類型的變量，並不是一個引用類型啊，這是不是和int &不兼容？
}
不兼容問題並不會存在，由於引用變量並不會佔用內存，它實際上就是c，所以返回引用變量就是c。
當然我想下面這樣寫，更規範，也是沒問題的
int c; //定義全局變量
int &rc=c; //先給c把別名起好
int & add(int a, int b)
{
c = a + b;
return rc; //rc 就是c
}
怎麼調用呢？
如下就像普通函數調用即可：
int main()
{
int a = 100;
int b = 200;
int result = add(a, b); //就像普通函數調用即可
cout << result << endl;
getchar();
return 0;
}
當然也可以這樣做，這樣看起來更加規範一些：
int main()
{
int a = 100;
int b = 200;
int result;
int &rresult=result //先給返回值起一個別名
rresultadd(a, b);
cout << rresult << endl;
getchar();
return 0;
}