引用是变量的别名。也就是说，它是某个已存在变量的另一个名字。一旦把引用初始化为某个变量，就可以使用该引用名称或变量名称来指向变量。

1. 创建引用

要声明引用，可使用引用运算符 & ，如下面的语句所示：

VarType original = Value;
VarType& ReferenceVariable = original;

有如下变量

int i = 0;

我们可以为 i 声明引用变量，如下所示：

int&  r = i;
double& s = d;

在这些声明中， & 读作引用。因此，第一个声明可以读作 r 是一个初始化为 i 的整型引用，第二个声明可以读作 s 是一个初始化为 d 的 double 型引用。下面的实例使用了 int 和 double 引用：

#include <iostream>
using namespace std;int main ()
{// 声明简单的变量int    i;double d;// 声明引用变量int&    r = i;double& s = d;int& r2 = r;i = 5;cout << "Value of i : " << i << endl;cout << "Address of i : " << &i << endl;cout << "Value of i reference r : " << r  << endl;cout << "Address of i reference  r&: " << &r  << endl;cout << "Address of i reference r2&: " << &r2  << endl;cout << "Value of i reference r : " << r  << endl;d = 11.7;cout << "Value of d : " << d << endl;cout << "Value of d reference : " << s  << endl;return 0;
}

输出结果：

Value of i : 5
Address of i : 0x7ffe2bf65734
Value of i reference r : 5
Address of i reference  r&: 0x7ffe2bf65734
Address of i reference r2&: 0x7ffe2bf65734
Value of i reference r : 5
Value of d : 11.7
Value of d reference : 11.7

其中 r2 是 r 的引用，而 r 又是 i 的引用，所以 r2、r、i 的内存地址是相同的。

2. 引用和指针的区别

引用很容易与指针混淆，它们之间有三个主要的不同：

不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。
一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。
引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。

3. 引用的特点

典型的函数声明类似于下面这样：

ReturnType DoSomething(Type parameter);

调用函数 DoSomething( ) 的代码类似于下面这样：

ReturnType Result = DoSomething(argument); // function call

上述代码导致将 argument 的值复制给 parameter，再被函数 DoSomething( ) 使用。如果 argument 占用了大量内存，这个复制步骤的开销将很大。同样，当 DoSomething( ) 返回值时，这个值被复制给 Result。如果能避免这些复制步骤，让函数直接使用调用者栈中的数据就太好了。为此，可使用引用。

可避免复制步骤的函数版本类似于下面这样：

ReturnType DoSomething(Type& parameter); // note the reference&

调用该函数的代码类似于下面这样：

ReturnType Result = DoSomething(argument);

由于 argument 是按引用传递的，parameter 不再是 argument 的拷贝，而是它的别名。

#include <iostream>
using namespace std;void getSequare(int& a);int main ()
{int a = 10;cout << "&a   is " << &a << endl;getSequare(a);cout << "&a   is " << &a << endl;cout << "a sequare is " << a << endl;return 0;
}void getSequare(int& num)
{cout << "&num is " << &num << endl;num *= num;
}

输出结果：

&a   is 0x7ffdcf10a7a4
&num is 0x7ffdcf10a7a4
&a is 0x7ffdcf10a7a4
a sequare is 100

函数 getSequare 通过引用参数接受一个要计算其平方的数字，并通过该参数返回结果。如果忘记将参数 num 声明为引用 & ，结果将无法返回到调用函数 main() ，因为 getSequare() 将使用 num 的本地拷贝执行运算，而函数结束时该拷贝将被销毁。通过使用引用，可确保 getSequare()对 main() 中定义的 num 所在的内存单元进行操作。这样，函数getSequare()执行完毕后，也可以在 main() 中使用运算结果。

4. const 用于引用

可能需要禁止通过引用修改它指向的变量的值，为此可在声明引用时使用关键字 const ：

int original = 30;
const int& constRef = original;
constRef = 40; // Not allowed: constRef can’t change value in original
int& ref2 = constRef; // Not allowed: ref2 is not const

5. 引用作为参数传递给函数

#include <iostream>
using namespace std;void getSequare(const int& a, int& result);int main ()
{int a = 10;int sequare = 0;getSequare(a, sequare);cout << "sequare is " << sequare << endl;  // sequare is 100return 0;
}void getSequare(const int& num, int& result)
{result = num * num;
}

在前一个程序中，使用同一个参数来接受输入和存储结果，但这里使用了两个参数，一个用于接受输入，另一个用于存储运算结果。为禁止修改传入的值，必须使用关键字 const 将其声明为 const 引用，如第 4 行所示。这让 a 变为其值不能修改的参数。

C++ 函数传参：
(1) 将变量名作为实参和形参。这时传给形参的是变量的值，传递是单向的。如果在执行函数期间形参的值发生变化，并不传回给实参。因为在调用函数时，形参和实参不是同一个存储单元。// 同 c
(2) 传递变量的指针。形参是指针变量，实参是一个变量的地址，调用函数时，形参(指针变量)指向实参变量单元。这种通过形参指针可以改变实参的值。// 同 c
(3) C++提供了传递变量的引用。形参是引用变量，和实参是一个变量，调用函数时，形参(引用变量)指向实参变量单元。这种通过形参引用可以改变实参的值。

引用和指针也很像，它们都不会创建副本，因此效率都很高。它们的主要区别在于：

选择成员的时候，引用使用点 . 来查找，而指针则使用 -> 来查找。
指针可能传递一个 NULL 过来，因此在使用前必须检查有效性；引用则必然代表某个对象，不需要做此检查。

6. 引用作为函数返回值

当函数返回一个引用时，则返回一个指向返回值的隐式指针。这样，函数就可以放在赋值语句的左边。

#include <iostream>
using namespace std;int& getValue();int main ()
{   int& a = getValue();cout << "a is " << a << endl;return 0;
}int& getValue()
{static int ret = 100;return ret;
}

（1）以引用返回函数值，定义函数时需要在函数名前加 &
（2）用引用返回一个函数值的最大好处是，在内存中不产生被返回值的副本

其它示例代码：

double vals[] = {10.1, 12.6, 33.1, 24.1, 50.0};
double& setValues( int i )
{return vals[i];   // 返回第 i 个元素的引用
}// 要调用上面定义函数的主函数
int main ()
{cout << "改变前的值" << endl;for ( int i = 0; i < 5; i++ ){cout << "vals[" << i << "] = ";cout << vals[i] << endl;}setValues(1) = 20.23; // 改变第 2 个元素setValues(3) = 70.8;  // 改变第 4 个元素cout << "改变后的值" << endl;for ( int i = 0; i < 5; i++ ){cout << "vals[" << i << "] = ";cout << vals[i] << endl;}return 0;
}

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