C++ 的引用 指针和引用的区别

引用（reference）是c++的初学者比较容易迷惑的概念。下面我们比较详细地讨论引用。

一、引用的概念

引用引入了对象的一个同义词。定义引用的表示方法与定义指针相似，只是用&代替了*。

例如： Point pt1(10,10);

Point &pt2=pt1; 定义了pt2为pt1的引用。通过这样的定义，pt1和pt2表示同一对象。

需要特别强调的是引用并不产生对象的副本，仅仅是对象的同义词。因此，当下面的语句执行后：

pt1.offset（2，2）；

pt1和pt2都具有（12，12）的值。

引用必须在定义时马上被初始化，因为它必须是某个东西的同义词。你不能先定义一个引用后才

初始化它。例如下面语句是非法的：

Point &pt3；

pt3=pt1；

那么既然引用只是某个东西的同义词，它有什么用途呢？

下面讨论引用的两个主要用途：作为函数参数以及从函数中返回左值。

二、引用参数

1、传递可变参数

传统的c中，函数在调用时参数是通过值来传递的，这就是说函数的参数不具备返回值的能力。

所以在传统的c中，如果需要函数的参数具有返回值的能力，往往是通过指针来实现的。比如，实现

两整数变量值交换的c程序如下：

void swapint(int *a,int *b)

{

int temp;

temp=*a;

a=*b;

*b=temp;

}

使用引用机制后，以上程序的c++版本为：

void swapint(int &a,int &b)

{

int temp;

temp=a;

a=b;

b=temp;

}

调用该函数的c++方法为：swapint（x,y); c++自动把x,y的地址作为参数传递给swapint函数。

2、给函数传递大型对象

当大型对象被传递给函数时，使用引用参数可使参数传递效率得到提高，因为引用并不产生对象的

副本，也就是参数传递时，对象无须复制。下面的例子定义了一个有限整数集合的类：

const maxCard=100;

Class Set

{

int elems[maxCard]; // 集和中的元素，maxCard 表示集合中元素个数的最大值。

int card; // 集合中元素的个数。

public:

Set () {card=0;} //构造函数

friend Set operator * (Set ,Set ) ; //重载运算符号*，用于计算集合的交集 用对象作为传值参数

// friend Set operator * (Set & ,Set & ) 重载运算符号*，用于计算集合的交集 用对象的引用作为传值参数

...

}

先考虑集合交集的实现

Set operator *( Set Set1,Set Set2)

{

Set res;

for(int i=0;i<Set1.card;++i)

for(int j=0;j>Set2.card;++j)

if(Set1.elems[i]==Set2.elems[j])

{

res.elems[res.card++]=Set1.elems[i];

break;

}

return res;

}

由于重载运算符不能对指针单独操作，我们必须把运算数声明为 Set 类型而不是 Set * 。

每次使用*做交集运算时，整个集合都被复制，这样效率很低。我们可以用引用来避免这种情况。

Set operator *( Set &Set1,Set &Set2)

{ Set res;

for(int i=0;i<Set1.card;++i)

for(int j=0;j>Set2.card;++j)

if(Set1.elems[i]==Set2.elems[j])

{

res.elems[res.card++]=Set1.elems[i];

break;

}

return res;

}

三、引用返回值

如果一个函数返回了引用，那么该函数的调用也可以被赋值。这里有一函数，它拥有两个引用参数并返回一个双精度数的引用：

double &max(double &d1,double &d2)

{

return d1>d2?d1:d2;

}

由于max()函数返回一个对双精度数的引用，那么我们就可以用max() 来对其中较大的双精度数加1：

max(x,y)+=1.0;

C++引用与指针的比较

引用是C++中的概念，初学者容易把引用和指针混淆一起。

一下程序中，n是m的一个引用（reference），m是被引用物（referent）。

int m;

int &n = m;

n相当于m的别名（绰号），对n的任何操作就是对m的操作。

所以n既不是m的拷贝，也不是指向m的指针，其实n就是m它自己。

引用的规则：

（1）引用被创建的同时必须被初始化（指针则可以在任何时候被初始化）。

（2）不能有NULL引用，引用必须与合法的存储单元关联（指针则可以是NULL）。

（3）一旦引用被初始化，就不能改变引用的关系（指针则可以随时改变所指的对象）。

以下示例程序中，k被初始化为i的引用。

语句k = j并不能将k修改成为j的引用，只是把k的值改变成为6。

由于k是i的引用，所以i的值也变成了6。

int i = 5;

int j = 6;

int &k = i;

k = j; // k和i的值都变成了6;

引用的主要功能是传递函数的参数和返回值。

C++语言中，函数的参数和返回值的传递方式有三种：值传递、指针传递和引用传递。

以下是"值传递"的示例程序。

由于Func1函数体内的x是外部变量n的一份拷贝，改变x的值不会影响n, 所以n的值仍然是0。

void Func1(int x)

{

x = x + 10;

}

...

int n = 0;

Func1(n);

cout << "n = " << n << endl; // n = 0

以下是"指针传递"的示例程序。

由于Func2函数体内的x是指向外部变量n的指针，改变该指针的内容将导致n的值改变，所以n的值成为10。

void Func2(int *x)

{

(* x) = (* x) + 10;

}

...

int n = 0;

Func2(&n);

cout << "n = " << n << endl; // n = 10

以下是"引用传递"的示例程序。

由于Func3函数体内的x是外部变量n的引用，x和n是同一个东西，改变x等于改变n，所以n的值成为10。

void Func3(int &x)

{

x = x + 10;

}

...

int n = 0;

Func3(n);

cout << "n = " << n << endl; // n = 10

对比上述三个示例程序，会发现"引用传递"的性质象"指针传递"，而书写方式象"值传递"。

实际上"引用"可以做的任何事情"指针"也都能够做，为什么还要"引用"这东西？

答案是"用适当的工具做恰如其分的工作"。

指针能够毫无约束地操作内存中的任何东西，尽管指针功能强大，但是非常危险。

如果的确只需要借用一下某个对象的"别名"，那么就用"引用"，而不要用"指针"，以免发生意外。