C++ 常量引用用法详解

“常量引用”其实是“对 const 的引用”的简称。
顾名思义，它把它所指向的对象看作是常量（不一定是常量），因此不可以通过该引用来修改它所指向的对象的值。

严格来说，并不存在常量引用，因为引用不是一个对象，所以我们没法让引用本身恒定不变。事实上，由于 C++ 语言并不允许随意改变引用所绑定的对象，所以从这层意思上理解所有的引用又都算是常量。
与普通引用不同的是，“常量引用”（即对 const 的引用）不能被用作修改它所绑定的对象。

（1）指向常量对象时，一定要使用“常量引用”，而不能是一般的引用。

因为不允许直接为常量赋值，当然也就不能通过引用去改变常量。因此直接规定当引用一个常量时，必须使用“常量引用”。

const int ci = 1024;
const int &r1 = ci;         // 正确：引用及其对应的对象都是常量
r1 = 42;                    // 错误：r1是对常量的引用，不能被用作修改它所绑定的对象
int &r2 = ci;               // 错误：试图让一个非常量引用指向一个常量对象

（2）“常量引用”可以指向一个非常量对象，但不允许用过该引用修改非常量对象的值。

必须认识到，“常量引用”仅对引用可参与的操作做出了限定，对于引用的对象本身是不是一个常量未作限定。因为对象也可能是个非常量，所以允许通过其他途径改变它的值：

int i = 42;
int &r1 = i;                // 普通引用指向非常量对象 i
const int &r2 = i;          // 常量引用也绑定非常量对象 i
r1 = 0;                     // 正确，r1并非常量引用
r2 = 0;                     // 错误：r2是一个常量引用

r2 绑定非常量整数 i 是合法的行为。然而不允许通过 r2 修改 i 的值。尽管如此，i 的值仍然允许通过其他途径修改，既可以直接给 i 赋值，也可以通过像 r1 一样绑定到 i 的其他引用来修改。

（3）引用的类型必须和所引用的类型严格匹配，且不能与字面值或者某个表达式的计算结果绑定在一起，但是 “常量引用” 是例外（只要被引用的类型能够转换为常量引用的类型）。

尤其，允许为一个常量引用绑定非常量的对象、字面值，甚至是一个一般表达式：

int i = 42;
const int &r1 = i;          // 正确：指向非常量对象
const int &r2 = 42;         // 正确：r2 是一个常量引用
const int &r3 = r1 * 2;     // 正确：r3 是一个常量引用
int &r4 = r1 * 2;           // 错误：r4 是一个普通的非常量引用

下面的操作也是允许的：

double dval = 3.14;
const int &r1 = dval;

此处 const int &r1 = dval 编译器实际上相当于执行了下列语句：引用和原 dval 已经不是同一个地址了:

const int temp = dval;      // 生成一个临时的整型常量
const int &r1 = temp;       // 让 r1 绑定这个临时量

在这些情况下，“常量引用”实际上是绑定了一个临时量（temporary）对象。也就是说，允许“常量引用”指向一个临时量对象。
当 r1 不是“常量引用”时，如果执行了类似于上面的初始化操作会带来什么样的后果？
如果 r1 不是常量，就允许对 r1 赋值，这样就会改变 r1 所引用的对象的值。注意，此时绑定的对象是一个临时量而非 dval。程序员既然想让 r1 引用 dval，就肯定想通过 r1 改变 dval 的值，否则干什么要给 r1 赋值呢？如此看来，既然大家基本上不会想着把引用绑定到临时量上，C++ 语言也就把这种行为归为非法。

也就是说，不允许一个普通引用与字面值或者某个表达式的计算结果，或类型不匹配的对象绑定在一起，其实就是不允许一个普通引用指向一个临时变量，只允许将“常量引用”指向临时对象。

（4）在函数参数中，使用常量引用非常重要。因为函数有可能接受临时对象，而且同时需要禁止对所引用对象的一切修改。

下面程序执行发生错误，因为不可以将一个字面值常量赋值给普通引用；函数的返回值如果是非引用类型时，实际上是作为一个临时变量返回的，经过上面的讨论，不允许一个普通引用指向临时对象。

int test() {return 1;
}void fun(int &x) {cout << x << endl;
}int main()
{int m = 1;fun(m);         // okfun(1);         // errorfun(test());    // errorreturn 0;
}

按下面修改后，fun()函数无论是接受字面值常量作为参数，还是将函数的返回值作为参数均可：

int test() {return 1;
}void fun(const int &x) {cout << x << endl;
}int main()
{fun(1);         // okfun(test());    // okreturn 1;
}

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