深入理解C++中的常量引用

在笔者的上篇文章《一个有趣的程序：C++运算符重载中的“指鹿为马”》中，细心的读者可能会发现，这个函数 void listen(const Horse &h)
的参数必须为常量引用（即const Horse &h）才能够使程序正常运行出预料的结果，下面就来解释一个问什么必须用常量引用作为其参数，并一起探讨常量引用。

一.概念

所谓常量引用，就是“对const”的引用，与普通引用不同的是，对常量的引用不能被用作修改它所绑定的对象。

举个列子：

const int i = 2014;

const int &ii = i; //引用及其对象都是常量

int i = 10;

const int &a = i; //将const int& 绑定到一个普通的int对象上

在这个例子中，常量引用a一旦绑定i，便不能通过a改变i的值。“常量”体现在“不能修改”。

二.特殊之处

C++中引用的类型必须与其所引用的对象一致且必须为一个左值，但读者可能已经注意到了，笔者所给第二条的例子并不符合这条规则，这正是常量引用的特殊之处和其魅力所在。

初始化常量引用时，允许任意表达式作为其初值，只要该表达式的结果能够转化成引用的类型即可，是不是很强大

。

举个几个例子：

int a = 8;

const int &b = a;

const int &c = 9;

const double &d = a*2;

三.原因

初始化常量引用时编译器首先建立一个临时对象，然后将该临时变量绑定到该常量引用，对常量引用的操作就是对该临时变量的操作（但实际上”常量“的限制导致无法对这个临时变量进行操作）。故常量引用绑定的是”副本“（临时变量）而不是”母体“（愿对象）。

举个例子帮助理解：

double d = 6;

const int &i = d;

上面这段代码经过编译器处理后，变成了这样：

double d = 6;

const int temp = (int)d; //由双精度浮点数d生成一个临时的整型常量

const int &i = temp; //让i绑定这个临时常量d

那么，假设i不是常量（即改为int &i时），执行int &i = d;会出现什么后果呢？答案是编译会报错！！

为什么？？


如果i不是常量，就允许对i赋值，这样就能够改变i所引用对象d的值。而此时绑定的对象是一个临时对象而非原对象d，这样就无法通过i来改变d的值啦！既然程序员让i引用d，就肯定是想要通过i来改变d的值，显然，临时变量的出现使得引用失去了其原本的意义，所以C++语言也就把这种行为归为非法！

四.注意

对const的引用可能引用一个并非const的对象，也就是说，常量引用仅仅对引用可参与的操作做出了限定，对于引用对象本身是不是一个常量并未做限定。

举几个个列子：

int i = 10;

int &i1 = i; //允许通过i1来修改i的值

const int &i2 = i; //i不是一个常量,但是不允许通过i2来修改i的值

不允许用过i2修改i的值，但是可以通过其他路径修改i的值，既可以给i直接赋值，也可以像i1一样绑定到i的其他引用来修改！

这时候再去看笔者的上一个程序中的listen函数，是不是容易理解了呢？


当然，这篇文章只是帮助大家理解，常量引用还有更多的用法，欢迎大家补充交流！










参考资料：《C++Primer》

博客《C++的常量引用》