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C++深入講解引用的特點及與指針的區(qū)別_C 語言

作者：Mi?ronin ? 更新時間： 2022-07-17 編程語言

一.引入

在生活中，我們可能也會給一些同學起外號，以“張磊”同學為例，我們可以叫他“張三石”，當我們叫到這個外號的時候就會自然而然的想到“張磊”同學，”張三石”就是張磊的別名，而引用也可以這樣簡單理解：在語法層面上，引用就是取別名。

二.C++中較為麻煩的運算符

C++中的 * 和 & 有多重含義，在不同的使用條件下有不同的意思：

*

int *p = &a;   /1.指針
a = a * b;     /2.乘法
*p = 100;      /3.指向

&

int c = a&b;    /1.位運算 轉換為二進制
int *p = &a;    /2.取地址
int  a = 100;
int & ar = a;   /3.引用

三.引用的定義

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，編譯器不會為引用變量開辟內存空間，它與引用的變量共用同一塊內存空間。

格式如下：

類型 & 引用變量名(對象名) = 引用實體

注意這里的空格是可選的，即

  • &符號與前后均可以有一個空格；如下：int & ra=a;
  • &符號與類型挨著，如下：int& ra=a;
  • &符號與引用名稱挨著，如下：int &ra=a; 
int main()
{
int a =100; \\定義變量名
int b = a;\\將a的值賦給變量
int &c = a;\\引用 將c作為a的別名 c11中成為左值引用
return 0;
}

在這里就是相當于一個實體取了兩個名字分別為a和c，并且在這個空間中不開辟新的空間。

四.引用的特點

  • 定義引用時必須給初始化
  • 沒有空引用
  • 沒有所謂的二級引用
  • 一個變量可以有多個引用（就相當于一個變量有好幾個別名，這是可以的)

說明：

int main()
{
int a = 10;
int& b = a;
int& x;
int& y = NULL;
int&& c = a;
}

總而言之：

引用本身是一個變量，但是這個變量又僅僅是另外一個變量一個別名，它不占用內存空間，它不是指針哦！僅僅是一個別名！

五.對比指針與引用

我們以交換函數為例

使用指針交換兩個整型值：

int my _swap (int*ap， int*bp)
{
	assert(ap != NULL && bp != NULL);
	int tmp = *ap;*ap = *bp;*bp = *ap;
}
int main()
{
	int x = 10, y = 20;
	my_swap{&x，&y);
	cout<< "x = " << x << " y = " << y << endl;
	return 0;
}

使用引用交換兩個指針：

void my_swap (int& a，int& b)
{
	int tmp = a;a = b;
	b = tmp;
}
int main ()
{
	int x = 10, y = 20;my_swap(x,y) ;
	cout << " x = " << x<< " y = " << y << endl;
	return 0;
}

形參為指針時：第一句話一定要斷言，必須判斷空不空；并且在使用指針的時候 我們需要注意：是否為 野指針, 空指針 ,失效指針。

當我們使用引用時，不存在NULL引用，不需要判空，比指針更加安全

所以：能不使用指針就盡量不要使用指針！?

六.引用與指針的區(qū)別

1.語法層面的區(qū)別

從語法規(guī)則上講，指針變量存儲某個實例(變量或對象）的地址;

引用是某個實例的別名。

程序為指針變量分配內存區(qū)域;而不為引用分配內存區(qū)域。

int main()
{
	int a = 10;
	int* ip = &a;
	int& b = a;  \\b是a的別名 并沒有分配新的空間
}

解引用是指針使用時要在前加“*”;引用可以直接使用。

int main()
{
	int a = 10;
	int* ip = &a;
	int& b = a;  
	*ip = 100；//對于指針使用加“*”
	b = 200；  //引用不需要“*”
}

指針變量的值可以發(fā)生改變，存儲不同實例的地址;

引用在定義時就被初始化，之后無法改變(不能是其他實例的引用)。

int main()
{
	int a = 10,b = 20;
	int* ip = &a;
	ip = &b ;
	int& c = a;
	c = b;   //b的值給c實則是把b的值給a，將a的值改為20
}

指針變量的值可以為空(NULL,nullptr);沒有空引用。

指針變量作為形參時需要測試它的合法性(判空NULL)；引用不需要判空。

對指針變量使用"sizeof"得到的是指針變量的大小； 對引用變量使用"sizeof"得到的是變量的大小。

int main()
{
	double dx = 10;
	double* dp = &dx;
	double& a = dx; 
	printf("sizeof(dp):%d\n", sizeof(dp));
	printf("sizeof(a):%d", sizeof(a));
}

運行結果：

理論上指針的級數沒有限制;但引用只有一級。

即不存在引用的引用，但可以有指針的指針。

++引用與++指針的效果不一樣。

例如就++操作而言：

int main()
(
	int ar[5] = { 1,2,3，4,5 };
	int* ip = ar; //數組首元素地址
	int& b = ar[O]; //數組首元素的別名叫b
	++ip;  //由0下標的地址指向1下標的地址
	++b；  //由0下標指向1下標
}

對引用的操作直接反應到所引用的實體（變量或對象）。對指針變量的操作，會使指針變量指向下一個實體(變量或對象）的地址;而不是改變所指實體(變量或對象)的內容。

int main()
(
	int ar[5] = { 1,2,3，4,5 };
	int* ip = ar; //數組首元素地址
	int& b = ar[O]; //數組首元素的別名叫b
	++(*ip); //值由1>>2 
	(*ip)++; //所有表達式結束后 進行++ 
	//有括號 先取ip的值與*結合 然后++為所指之物的++
	int x = *ip++;
	//沒有括號 先將ip的值取出 與*結合 把所指之物取出(此時已與*結合完) 然后將ip取出進行++ ++后的值回寫給ip 將值存儲到x中
	//通過（）提高了優(yōu)先級
}

不可以對函數中的局部變量或對象以引用或指針方式返回。

當變量的生存期不受函數的影響時就可以返回地址

2.匯編層面的區(qū)別

匯編層面來講引用就是一個指針，但是引用并不是一個普通的指針是指針的語法槽，也可以看作是常性的指針 。

int main()
{
	int a = 10;
	int* ip = &a;
	int& x = a;
	*ip = 100;
	x = 200;
}

七.引用的其他使用

常引用

常引用實際上是一種萬能引用既可以引用普通變量 ,常量，也可以引用字面常量。

（1）引用普通變量

int main()
{
	int a = 10;
	int & b = a;
    const int& c = a;
    b += 10;
    a += 10;
    c += 10;
    return 0;
}

對于這塊報錯問題：是因為c是不可修改的

（2）引用常量

int main()
{
    int a = 10;
    const int b =20;
    int& x = a;
    int& y = b;  //error 不安全
    const int& y = b; //ok
    const int& z =10; //ok
    return 0;
}

（3）引用字面常量

引用字面常量時，分兩步走，首先定義一個臨時量 去引用臨時量 不是引用真實的字面常量10。

int main()
{
    int a = 10;
    const int& z =10; //ok
    //int tmp =10；
    //const int &z = tmp;
    return 0;
}

數組引用

在引用數組時，必須知道數組的大小

int main()
{
    int a = 10;
    int b = 10;
    int ar[5] = { 1,2,3,4,5 };
    int& x = ar[0];  //ok
    int(&x)[5] = ar; //ok   沒有[5]無法編譯通過
    return 0;
}

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取一個別名

int main()
{
	int a = 100;
	int *p = &a;
	int * &rp = p;
	cout << a << endl;
	cout << *p << endl;
	cout << *rp << endl; //這里為什么要將*放在前面，因為p的類型是 int * 作為一個整體哦！！
	cout << p << endl;
	cout << rp << endl;
	getchar();
	return 0;
}
/*
100
100
100
012FF84C
012FF84C
*/

我們發(fā)現(xiàn)這里的指針變量p和它的引用（別名）rp是完全一樣的。但是由于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。

原文鏈接：https://blog.csdn.net/weixin_56935264/article/details/124669712

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