从零开始学C++之从C到C++（二）：引用、数组引用与指针引用、内联函数inline、四种类型转换运算符

一、引用

（1）、引用是给一个变量起别名

定义引用的一般格式：类型  &引用名 ＝ 变量名；

例如：int a=1;  int  &b=a;// b是a的别名，因此a和b是同一个单元

注意：定义引用时一定要初始化，指明该引用是谁的别名

在实际应用中，引用一般用作参数传递与返回值

引用不是变量，引用仅仅只是变量的别名，引用没有自己独立的空间，引用要与它所引用的变量共享空间，对引用所做的改变实际上是对它所引用的变量的改变，引用在定义的时候要进行初始化，引用一经初始化,不能重新指向其他变量。

（2）const 引用

const引用是指向const对象的引用

const int ival = 1024;

const int& refVal = ival; //ok:both reference and object are const

int &ref2 = ival; //error:nonconst reference to a const object

（3）、按引用传递

引用传递方式是在函数定义时在形参前面加上引用运算符"&"

例如：swap(int &a,int &b);

按值传递方式容易理解，但形参值的改变不能对实参产生影响

地址传递方式通过形参的改变使相应的实参改变，但程序容易产生错误且难以阅读

引用作为参数对形参的任何操作都能改变相应的实参的数据，又使函数调用显得方便、自然

 C++ Code 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

#include <iostream> using namespace std; void swap(int &x, int &y); int main(void) {     int a, b;     a = 10;     b = 20;     swap(a, b);     cout << "a=" << a << "b=" << b << endl;     return 0; } void swap(int &x, int &y) {     int temp;     temp = x;     x = y;     y = temp; }

注意：引用作参数时，函数的实参与形参在内存中共用存储单元，因此形参的变化会使实参同时变化。

（4）、引用作为返回值

引用的另一个作用是用于返回引用的函数

函数返回引用的一个主要目的是可以将函数放在赋值运算符的左边。

注意：不能返回对局部变量的引用，具体可以参见我的这篇文章，文章里面还比较了引用与指针的关系。

（5）、引用与指针区别

引用访问一个变量是直接访问，而指针是间接访问。

引用是一个变量的别名，本身不单独分配自己的内存空间，而指针有自己的内存空间。

引用一经初始化不能再引用其它变量，而指针可以。

c++建议尽可能使用引用，不得已时使用指针。

二、数组引用与指针引用

请注意：sizeof 返回的是ssize_t (32位下4字节，64位为8字节）

 C++ Code 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

/*************************************************************************     > File Name: test.cpp     > Author: Simba     > Mail: dameng34@163.com      > Created Time: Wed 21 May 2014 06:50:11 PM PDT  ************************************************************************/ #include<iostream> using namespace std; void func1(char s[10]) // char *s  {     cout<<"func1"<<endl;     cout<<sizeof(s)<<endl;     cout<<s[1]<<endl;     s[1] = 'B';     cout<<s[1]<<endl;    } void func2(char (&ss)[100])  // 数组引用 {     cout<<"func2"<<endl;     cout<<sizeof(ss)<<endl;     cout<<ss[1]<<endl;     char * f2 = ss;     f2[1] = 'D';     cout<<f2[1]<<endl; } void func3(char * const &  sss)// 指针引用 {     cout<<"func3"<<endl;     cout<<sizeof(sss)<<endl;     cout<<sss[1]<<endl;     char * f3 = sss;     f3[1] = 'F';     cout<<f3[1]<<endl; } int main(void) {     char s[10] = {'a', 'b'};     char ss[100] = {'c', 'd'};     char sss[1000] = {'e', 'f'};     cout<<"main fun"<<endl;     cout<<sizeof(s)<<endl;     func1(s);     func2(ss); //  func2(sss);  error     func3(sss);     return 0; }

输出为：

simba@ubuntu:~/Documents/code/cpp$ g++ test.cpp -o test

simba@ubuntu:~/Documents/code/cpp$ ./test 

main fun

10

func1

4

b

B

func2

100

d

D

func3

4

f

F

如果数组为const char s
; 那么三个func的参数前面都得加const，当然此时就不能够在函数里面修改数组元素了。

三、内联函数

（1）、内联函数

当程序执行函数调用时，系统要建立栈空间，保护现场，传递参数以及控制程序执行的转移等等，这些工作需要系统时间和空间的开销。有些情况下，函数本身功能简单，代码很短，但使用频率却很高，程序频繁调用该函数所花费的时间却很多，从而使得程序执行效率降低。

为了提高效率，一个解决办法就是不使用函数，直接将函数的代码嵌入到程序中，可以使用带参数的宏定义实现，但是这种方法也有缺点，程序可读性往往没有使用函数的好，如果缺少了一些括号还可能出现歧义。

为了协调好效率和可读性之间的矛盾，C++提供了另一种方法，即定义内联函数，方法是在定义函数时用修饰词inline。inline关键字告诉编译器，这个函数的调用要尽可能快，可以当普通的函数调用实现，也可以用宏展开的办法实现。在C99也引入了inline 关键字。

（2）、内联函数和带参数的宏的区别

inline int max(int a, int b)

{
return a > b ? a : b;

}

#define MAX(a, b)  ((a) > (b) ? (a) : (b))

内联函数调用时，要求实参和形参的类型一致,另外内联函数会先对实参表达式进行求值，然后传递给形参；如果实参表达式有Side Effect，那么这些SideEffect只发生一次。例如MAX(++a, ++b)，如果MAX是个真正的函数，a和b只增加一次。而宏调用时只用实参简单地替换形参；如果MAX是上面那样的宏定义，则要展开成k
= ((++a)>(++b)?(++a):(++b))，a和b 增加的次数就难说了。

内联函数是在编译的时候、在调用的地方将代码展开的，而参数宏则是在预处理时进行替换的，故生成的目标文件都比较大。

在C++中建议采用inline函数来替换带参数的宏。

四、四种类型转换

参考我的这篇文章。

参考：

C++ primer 第四版

Effective C++ 3rd

C++编程规范