C++学习心得：引用的详解

一、引用的引入

1、值传递

2、地址传递

3、引用

二、引用的本质

1、初始化

2、引用赋值

三、引用的使用场景

1、作为函数参数

2、作为函数返回值

3、被函数的返回值初始化

4. 作为新引用变量的初始化值

四、引用的注意事项

五、引用和指针的区别

1、定义上的区别

2、值的区别

3、重复赋值

4、sizeof求值

5、自增(++)与自减（--）

6、多级

7、地址

8、安全性

六、转载

一、引用的引入

1、值传递

只是实参数据的拷贝，无法改变实参本身

void swap (int left, int right)
{int temp = left;left = right;right = temp;
}

2、地址传递

可以通过指针找到实参数据的地址，改变实参本身，但是容易出安全事故

void swap (int *_pleft , int * _pRight)
{assert (NULL ! = _pleft && NULL ! = _pRight) ;int iTemp = * _pleft;*_pleft = * _pRight;*_pRight = iTemp;
}

3、引用

是实参的别名，可以操纵实参本身，又不会涉及地址问题

void swap (int& left, int& right)
{int temp = left;left = right;right = temp;
}

二、引用的本质

1、初始化

引用（reference）不是新定义一个变量，而是给已存在的对象取了一个别名，本质上是一个常量指针。编译器不会为引用对象新开辟内存空间，它和它引用的对象共用同一块内存空间。

int num = 110;
int &number = num;         //number指向num（是num的另外一个名字）

定义引用时，程序把引用和他的初始值绑定在一起，而不是将初始值拷贝给引用。一旦初始化完成引用就将和他的初始对象一直绑定在一块（同生共死）。你无法将引用重新绑定到另外一个对象上。

2、引用赋值

number = 120;      //把120赋给number指向的对象，此处即是赋给了num
int tmp = number; //与tmp = num执行结果一样

为引用赋值，实际上是把值赋给了与引用绑定的对象。获取引用的值，实际上是获取了与引用绑定的对象的值。同理，以引用作为初始值，实际上是以引用绑定的对象作为初始值。

三、引用的使用场景

1、作为函数参数

可以简化指针，修改实参

void swap (int& left, int& right)
{int temp = left;left = right;right = temp;
}

2、作为函数返回值

1）不要返回局部变量的引用

主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了"无所指"的引用，程序会进入未知状态。

2）函数的调用可以作为左值

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。例如，请看下面这个简单的程序：

#include <iostream>
using namespace std;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;
}

3、被函数的返回值初始化

#include <iostream>
using namespace std;int g_a; // 定义全局变量g_aint test() {g_a = 168;return g_a;
}int main()
{int &i = test();cout << i << endl; return 0;
}

编译报错：error C2440: “初始化”: 无法从“int”转换为“int &”

注：（有些编译器可以成功编译，但会给出一个warning）

分析：

这种情况下，函数test()是以值方式返回。

返回时，C++会在内存中创建临时变量并将g_a的值拷贝给该临时变量。

返回到主函数后，用临时变量来初始化引用变量i，使得i成为该临时变量的别名。由于临时变量的作用域短暂（在C++标准中，临时变量或对象的生命周期在一个完整的语句表达式结束后便宣告结束，也就是在语句int &i = test();之后），所以i面临无效的危险，很有可能以后的值是个无法确定的值。

如果真的希望用函数的返回值来初始化一个引用变量，应当先创建一个变量，将函数的返回值赋给这个变量，然后再用该变量来初始化引用：

int b = test();
int &i = b;

4. 作为新引用变量的初始化值

#include <iostream>
using namespace std;int g_a; // 定义全局变量g_aint& test() {g_a = 168;return g_a;
}int main()
{int &i = test();cout << i << endl; return 0;
}

这种情况下，函数test()的返回值不产生副本，而是直接将变量g_a返回给主函数。在主函数中，引用变量i用该返回值初始化，也就是说此时i成为变量g_a的别名。由于g_a是全局变量，所以在i的有效期内g_a始终保持有效，故这种做法是安全的。

四、引用的注意事项

1、允许在一条语句中定义多个引用，其中每个引用标识符都必须以&开头；

2、引用必须初始化，且初始化后不可改变引用指向。

3、因为引用本身不是一一个对象，所以不能定义引用的引用。

4、一个变量可以有多个引用，而一个引用只能给一个变量对象。

5、引用的类型要和与之绑定的对象严格匹配（不严谨）。

6、引用只能绑定在对象上而不能和字面值或某个表达式计算的过程绑定在一起。

int i1 = 10, i2 = 20 ;     //i1和i2都是int型
int &r1 = i1, &r2 = i2;    //r1和r2都是引用
int &r3 ;                  //报错：引用必须初始化
int &r4 = i1, &r5 = i2;    //r1, r4同为i1的引用，r2, r5同为i2的引用
int &r4 = i2, &r5 = i1;    //报错：r4不能同时分别为i1和i2的引用
int &r6 = 10;              //报错：引用类型的初始值必须是一个对象
double i3 = 3.14;
int &r7 = i3;              //报错：此处引用类型的初始值必须是int型对象