引用是C++引入的新語言特性,是C++常用的一個(gè)重要內(nèi)容之一,正確、靈活地使用引用,可以使程序簡潔、高效。我在工作中發(fā)現(xiàn),許多人使用它僅僅是想當(dāng)然,在某些微妙的場(chǎng)合,很容易出錯(cuò),究其原由,大多因?yàn)闆]有搞清本源。故在本篇中我將對(duì)引用進(jìn)行詳細(xì)討論,希望對(duì)大家更好地理解和使用引用起到拋磚引玉的作用。
引用簡介
引用就是某一變量(目標(biāo))的一個(gè)別名,對(duì)引用的操作與對(duì)變量直接操作完全一樣。
引用的聲明方法:類型標(biāo)識(shí)符 &引用名=目標(biāo)變量名;
【例1】:int a; int &ra=a; //定義引用ra,它是變量a的引用,即別名
說明:
(1)&在此不是求地址運(yùn)算,而是起標(biāo)識(shí)作用。
(2)類型標(biāo)識(shí)符是指目標(biāo)變量的類型。
(3)聲明引用時(shí),必須同時(shí)對(duì)其進(jìn)行初始化。
(4)引用聲明完畢后,相當(dāng)于目標(biāo)變量名有兩個(gè)名稱,即該目標(biāo)原名稱和引用名,且不能再把該引用名作為其他變量名的別名。
ra=1; 等價(jià)于 a=1;
(5)聲明一個(gè)引用,不是新定義了一個(gè)變量,它只表示該引用名是目標(biāo)變量名的一個(gè)別名,它本身不是一種數(shù)據(jù)類型,因此引用本身不占存儲(chǔ)單元,系統(tǒng)也不給引用分配存儲(chǔ)單元。故:對(duì)引用求地址,就是對(duì)目標(biāo)變量求地址。&ra與&a相等。
(6)不能建立數(shù)組的引用。因?yàn)閿?shù)組是一個(gè)由若干個(gè)元素所組成的集合,所以無法建立一個(gè)數(shù)組的別名。
引用應(yīng)用
1、引用作為參數(shù)
引用的一個(gè)重要作用就是作為函數(shù)的參數(shù)。以前的C語言中函數(shù)參數(shù)傳遞是值傳遞,如果有大塊數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳遞的時(shí)候,采用的方案往往是指針,因?yàn)檫@樣可以避免將整塊數(shù)據(jù)全部壓棧,可以提高程序的效率。但是現(xiàn)在(C++中)又增加了一種同樣有效率的選擇(在某些特殊情況下又是必須的選擇),就是引用。
【例2】:
void swap(int &p1, int &p2) //此處函數(shù)的形參p1, p2都是引用
{ int p; p=p1; p1=p2; p2=p; }
為在程序中調(diào)用該函數(shù),則相應(yīng)的主調(diào)函數(shù)的調(diào)用點(diǎn)處,直接以變量作為實(shí)參進(jìn)行調(diào)用即可,而不需要實(shí)參變量有任何的特殊要求。如:對(duì)應(yīng)上面定義的swap函數(shù),相應(yīng)的主調(diào)函數(shù)可寫為:
main( )
{
int a,b;
cin>>a>>b; //輸入a,b兩變量的值
swap(a,b); //直接以變量a和b作為實(shí)參調(diào)用swap函數(shù)
cout<<a<< ' ' <<b; //輸出結(jié)果
}
上述程序運(yùn)行時(shí),如果輸入數(shù)據(jù)10 20并回車后,則輸出結(jié)果為20 10。
由【例2】可看出:
(1)傳遞引用給函數(shù)與傳遞指針的效果是一樣的。這時(shí),被調(diào)函數(shù)的形參就成為原來主調(diào)函數(shù)中的實(shí)參變量或?qū)ο蟮囊粋€(gè)別名來使用,所以在被調(diào)函數(shù)中對(duì)形參變量的操作就是對(duì)其相應(yīng)的目標(biāo)對(duì)象(在主調(diào)函數(shù)中)的操作。
(2)使用引用傳遞函數(shù)的參數(shù),在內(nèi)存中并沒有產(chǎn)生實(shí)參的副本,它是直接對(duì)實(shí)參操作;而使用一般變量傳遞函數(shù)的參數(shù),當(dāng)發(fā)生函數(shù)調(diào)用時(shí),需要給形參分配存儲(chǔ)單元,形參變量是實(shí)參變量的副本;如果傳遞的是對(duì)象,還將調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)。因此,當(dāng)參數(shù)傳遞的數(shù)據(jù)較大時(shí),用引用比用一般變量傳遞參數(shù)的效率和所占空間都好。
(3)使用指針作為函數(shù)的參數(shù)雖然也能達(dá)到與使用引用的效果,但是,在被調(diào)函數(shù)中同樣要給形參分配存儲(chǔ)單元,且需要重復(fù)使用"*指針變量名"的形式進(jìn)行運(yùn)算,這很容易產(chǎn)生錯(cuò)誤且程序的閱讀性較差;另一方面,在主調(diào)函數(shù)的調(diào)用點(diǎn)處,必須用變量的地址作為實(shí)參。而引用更容易使用,更清晰。
如果既要利用引用提高程序的效率,又要保護(hù)傳遞給函數(shù)的數(shù)據(jù)不在函數(shù)中被改變,就應(yīng)使用常引用。
2、常引用
常引用聲明方式:const 類型標(biāo)識(shí)符 &引用名=目標(biāo)變量名;
用這種方式聲明的引用,不能通過引用對(duì)目標(biāo)變量的值進(jìn)行修改,從而使引用的目標(biāo)成為const,達(dá)到了引用的安全性。
【例3】:
int a ;
const int &ra=a;
ra=1; //錯(cuò)誤
a=1; //正確
這不光是讓代碼更健壯,也有些其它方面的需要。
【例4】:假設(shè)有如下函數(shù)聲明:
string foo( );
void bar(string & s);
那么下面的表達(dá)式將是非法的:
bar(foo( ));
bar("hello world");
原因在于foo( )和"hello world"串都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)臨時(shí)對(duì)象,而在C++中,這些臨時(shí)對(duì)象都是const類型的。因此上面的表達(dá)式就是試圖將一個(gè)const類型的對(duì)象轉(zhuǎn)換為非const類型,這是非法的。
引用型參數(shù)應(yīng)該在能被定義為const的情況下,盡量定義為const 。
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