C++学习笔记：C的继承与超越——指针与引用

指针是C语言的精华，熟悉C语言的人对指针一定不会陌生，而在C++中出现了一个和指针有一些相像的东西：引用。

对引用最言简意赅的解释就是：引用即别名。

引用的定义

int a = 1;
int &ra = a;

以上定义了一个int类型的引用ra，并将ra和a绑定在了一起，ra就是a的另一个名字了，并且在绑定之后，不可以修改ra绑定的对象。

此后，对ra的修改即是对a的修改，对a的修改也就是对ra的修改。实际上，编译器并不会给ra分配内存空间，ra和a所代表的内存空间是一致的。

注意，在定义引用的时候，必须对引用进行初始化。只定义引用而不指出这个引用绑定的对象，这样的做法是错误的。

引用与指针的区别

1.上面提到了，引用并不单独占有一块内存，而指针则实实在在地占据着一块内存空间。

2.引用在定义的时候必须绑定对象，不可能出现“空引用”，而指针的值可以为空。

3.引用一旦在定义的时候绑定了对象，之后就不可以修改绑定的对象，而指针则没有这样的要求。

4.指针可以是多级的，而引用没有这样的说法，并不存在“引用的引用”，这是没有意义的。（&&表示的引用是右值引用而不是“二级引用”）

5.指针和引用在做自增和自减操作的时候意义是不同的。指针的自增自减操作是作用于指针自身的，而对引用的自增自减即是对绑定对象的操作。（引用即别名）

6.sizeof运算的结果不同，对指针做sizeof运算得到的是指针自身的存储大小，而对引用做sizeof运算相当于对引用绑定的对象做sizeof运算。（引用即别名）

实例

这是网易云课堂计算机体系课程中C++入门第三单元的课后作业，编写swap函数实现三个整型的交换，并用到了重载、内联等C语言所没有的特性。

#include <iostream>

using namespace std;

inline int max(int a, int b, int c);
int swap(int& ra, int& rb, int& rc);
int swap(int* pa, int* pb, int* pc);

int main(int argc, char const *argv[])
{
int a,b,c;
cin >> a >> b >> c;
int max = swap(a,b,c);
cout << max << " " << a << " " << b << " " << c << endl;
max = swap(&a,&b,&c);
cout << max << " " << a << " " << b << " " << c << endl;

return 0;
}

inline int max(int a, int b, int c)
{
return (a > b)?((a > c)?a:c):((b > c)?b:c);
}

int swap(int& ra, int& rb, int& rc)
{
int temp = ra;
ra = rc;
rc = rb;
rb = temp;
return max(ra,rb,rc);
}

int swap(int* pa, int* pb, int* pc)
{
int temp = *pa;
*pa = *pc;
*pc = *pb;
*pb = temp;
return max(*pa,*pb,*pc);
}

形参中使用引用可以在函数中实现实参的交换，实际上，这也是通过地址的传递来实现变量的交换。那，我们为什么还要使用引用呢？

使用引用的理由：运算符重载

1.“*”解引用运算符本身可能被重载，从而在使用解引用运算符时可能并不会得到我们想要的结果。

2.使用指针做运算符重载操作带来的不便。

Why does C++ have both pointers and references?

C++ inherited pointers from C, so I couldn’t remove them without

causing serious compatibility problems. References are useful for

several things, but the direct reason I introduced them in C++ was to

support operator overloading.

When should I use references, and when should I use pointers?

Use references unless you can’t, especially in interfaces. In particular,

references can’t point to NULL, so you can’t have a “sentinel

reference”. C programmers may dislike the fact that you can’t tell

whether a modified value is local or a reference to something else.

But this is a form of information hiding, which is good because you

should program in the language of a problem rather than the machine.