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社区首页 >专栏 >C++引用分析实例与案例刨析及使用场景分析详解

C++引用分析实例与案例刨析及使用场景分析详解

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发布2022-08-10 20:01:11
发布2022-08-10 20:01:11
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文章被收录于专栏:C++核心编程C++核心编程

引用

引用的基本使用

作用:给变量起别名

语法: 数据类型 &别名 = 原名

示例:

代码语言:javascript
复制
int main() {

	int a = 10;
	int &b = a;

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	b = 100;

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

引用注意事项

  • 引用必须初始化
  • 引用在初始化后,不可以改变

示例:

代码语言:javascript
复制
int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;
	//int &c; //错误,引用必须初始化
	int &c = a; //一旦初始化后,就不可以更改
	c = b; //这是赋值操作,不是更改引用

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
	cout << "c = " << c << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

引用做函数参数

作用:函数传参时,可以利用引用的技术让形参修饰实参

优点:可以简化指针修改实参

示例:

代码语言:javascript
复制
//1. 值传递
void mySwap01(int a, int b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//2. 地址传递
void mySwap02(int* a, int* b) {
	int temp = *a;
	*a = *b;
	*b = temp;
}

//3. 引用传递
void mySwap03(int& a, int& b) {
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;

	mySwap01(a, b);
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;

	mySwap02(&a, &b);
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;

	mySwap03(a, b);
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结:通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。引用的语法更清楚简单

PS:值传递与地址传递的回顾:

值传递
  • 所谓值传递,就是函数调用时实参将数值传入给形参
  • 值传递时,==如果形参发生,并不会影响实参==

示例:

代码语言:javascript
复制
void swap(int num1, int num2)
{
	cout << "交换前:" << endl;
	cout << "num1 = " << num1 << endl;
	cout << "num2 = " << num2 << endl;

	int temp = num1;
	num1 = num2;
	num2 = temp;

	cout << "交换后:" << endl;
	cout << "num1 = " << num1 << endl;
	cout << "num2 = " << num2 << endl;

	//return ; 当函数声明时候,不需要返回值,可以不写return
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;

	swap(a, b);

	cout << "mian中的 a = " << a << endl;
	cout << "mian中的 b = " << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结: 值传递时,形参是修饰不了实参的

地址传递

作用:利用指针作函数参数,可以修改实参的值

示例:

代码语言:javascript
复制
//值传递
void swap1(int a ,int b)
{
	int temp = a;
	a = b; 
	b = temp;
}
//地址传递
void swap2(int * p1, int *p2)
{
	int temp = *p1;
	*p1 = *p2;
	*p2 = temp;
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;
	swap1(a, b); // 值传递不会改变实参

	swap2(&a, &b); //地址传递会改变实参

	cout << "a = " << a << endl;

	cout << "b = " << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结:如果不想修改实参,就用值传递,如果想修改实参,就用地址传递

引用传递

可以修饰实参。本质:接收(int *const a ,int * const b) 传入(&a,&b),编译器自动把识别引用所以使用引用时只传入(a,b)即可。

注意:别名可以和原名相同

引用做函数返回值

分析

作用:引用是可以作为函数的返回值存在的

注意:不要返回局部变量引用

用法:函数调用作为左值

示例
代码语言:javascript
复制
//返回局部变量引用
int& test01() {
	int a = 10; //局部变量
	return a;
}

//返回静态变量引用
int& test02() {
	static int a = 20;
	return a;
}

int main() {

	//不能返回局部变量的引用
	int& ref = test01();
	cout << "ref = " << ref << endl;//第一次结果正确,编译器做了保留
	cout << "ref = " << ref << endl;//第二次可能会输出乱码

	//如果函数做左值,那么必须返回引用
	int& ref2 = test02();
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;

	test02() = 1000;

	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;
	cout << "ref2 = " << ref2 << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

解析:返回值类型后面加上and符int&相当于用引用的方式返回数据。如下图例子返回的是a的一个别名,再用一个别名ref去接收函数返回的别名,最终ref是a的一个别名。

上图结果:第二次输出就是乱码了,编译器不再保留改函数栈区数据a的地址!

但是加上static关键字后数据性质就不一样了,静态变量存贮与静态区,程序运行后释放!

可以作为左值就是可以进行和变量一样的操作,编译器不会报错。

PS:上图案例刨析

案例分析:函数返回值不能返回局部变量的引用 类比于 不能返回局部变量的地址

旧知识回顾:不能返回局部变量的地址

栈区:

​ 由编译器自动分配释放, 存放函数的参数值,局部变量等

​ 注意事项:不要返回局部变量的地址,栈区开辟的数据由编译器自动释放

示例:

代码语言:javascript
复制
int * func()
{
	int a = 10;
	return &a;
}

int main() {

	int *p = func();

	cout << *p << endl;//第一次编译器可能会保留
	cout << *p << endl;//第二次直接会报错!取决于编译器。

	system("pause");

	return 0;
}

引用的本质

分析

本质:引用的本质在c++内部实现是一个指针常量(指针指向不可改).

讲解示例:

代码语言:javascript
复制
//发现是引用,转换为 int* const ref = &a;
void func(int& ref){
	ref = 100; // ref是引用,转换为*ref = 100
}
int main(){
	int a = 10;
    
    //自动转换为 int* const ref = &a; 指针常量是指针指向不可改,也说明为什么引用不可更改
	int& ref = a; 
	ref = 20; //内部发现ref是引用,自动帮我们转换为: *ref = 20;
    
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "ref:" << ref << endl;
    
	func(a);
	return 0;
}

结论:C++推荐用引用技术,因为语法方便,引用本质是指针常量,但是所有的指针操作编译器都帮我们做了

图析

int * const ref = &a;指针常量,地址不可以改变,值可以改变,即引用的地址不可以改变,即引用不可更改

旧知回顾

引用注意事项

  • 引用必须初始化
  • 引用在初始化后,不可以改变

常量引用

作用:常量引用主要用来修饰形参,防止误操作

在函数形参列表中,可以加==const修饰形参==,防止形参改变实参

示例:

代码语言:javascript
复制
//引用使用的场景,通常用来修饰形参
void showValue(const int& v) {
	//v += 10;
	cout << v << endl;
}

int main() {

	//int& ref = 10;  引用本身需要一个合法的内存空间,因此这行错误
	//加入const就可以了,编译器优化代码,int temp = 10; const int& ref = temp;
	const int& ref = 10;

	//ref = 100;  //加入const后不可以修改变量
	cout << ref << endl;

	//函数中利用常量引用防止误操作修改实参
	int a = 10;
	showValue(a);

	system("pause");

	return 0;
}

加入const表示只读不可修改,防止误操作

实例刨析

既然引用的实质是指针,那我们可以利用指针的性质来进行一些实验性操作,见上图的demo1-demo3

多情况使用场景

demo1地址和值都不可以修改

​ 只读不可修改,防止误操作

demo2指针常量,地址可变,值不可变

​ 用于在函数体内给函数体外的变量更换别名,且别名只在函数体内有效

demo3常量指针,地址不变,值可以变

​ 正常的值传递,可以简化指针值传递的繁琐操作

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原始发表:2022-08-01,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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