C++引用（作为函数参数和返回值）

一、引用简介

引用就是某一变量（目标）的一个别名，对引用的操作与对变量直接操作完全一样。

引用的声明方法：类型标识符 &引用名=目标变量名；

eg：int a; int &b=a; //定义引用b,它是变量a的引用，即别名

说明：

（1）&在此不是求地址运算，而是起标识作用。

（2）类型标识符是指目标变量的类型。

（3）声明引用时，必须同时对其进行初始化。

（4）引用声明完毕后，相当于目标变量名有两个名称，即该目标原名称和引用名，且不能再把该引用名作为其他变量名的别名。 b=1; 等价于 a=1;

（5）声明一个引用，不是新定义了一个变量，它只表示该引用名是目标变量名的一个别名，它本身不是一种数据类型，因此引用本身不占存储单元，系统也不给引用分配存储单元。故：对引用求地址，就是对目标变量求地址。&ra与&a相等。

（6）不能建立数组的引用。因为数组是一个由若干个元素所组成的集合，所以无法建立一个数组的别名。
C++ 引用 vs 指针
引用很容易与指针混淆，它们之间有三个主要的不同：

不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。

一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。

引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。

二、把引用作为函数的参数

//把引用作为参数
void swap ( int& x,int& y ){

int temp;
temp=x;
x=y;
y=temp;
}

int main(){

int a=100,b=200;
cout<<"交换之前，a："<<a<<",b："<<b<<endl;
swap(a,b);
cout<<"交换之后，a："<<a<<",b："<<b<<endl;
return 0;
}

运行结果：



三、把引用作为函数返回值

引用作为返回值，必须遵守以下规则：

（1）不能返回局部变量的引用。主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了"无所指"的引用，程序会进入未知状态。

（2）不能返回函数内部new分配的内存的引用。例如，对于返回函数内部new分配内存的引用，被函数返回的引用只是作为一个临时变量出现，而没有被赋予一个实际的变量，那么这个引用所指向的空间（由new分配）就无法释放，造成memory
leak。

（3）可以返回类成员的引用，但最好是const。主要原因是当对象的属性是与某种业务规则（business
rule）相关联的时候，其赋值常常与某些其它属性或者对象的状态有关，因此有必要将赋值操作封装在一个业务规则当中。如果其它对象可以获得该属性的非常量引用（或指针），那么对该属性的单纯赋值就会破坏业务规则的完整性。

（4）引用与一些操作符的重载。流操作符<<和>>，这两个操作符常常希望被连续使用，例如：cout
<< "hello" << endl;　因此这两个操作符的返回值应该是一个仍然支持这两个操作符的流引用。

（5）在另外的一些操作符中，却千万不能返回引用：+-*/
四则运算符。它们不能返回引用。主要原因是这四个操作符没有side effect，因此，它们必须构造一个对象作为返回值，可选的方案包括：返回一个对象、返回一个局部变量的引用，返回一个new分配的对象的引用、返回一 个静态对象引用。根据前面提到的引用作为返回值的三个规则，第2、3两个方案都被否决了。静态对象的引用又因为((a+b) == (c+d))会永远为true而导致错误。所以可选的只剩下返回一个对象了。

//把引用作为返回值
double arrs[5]={12.94,23.56,12.0,9.43,45.63};
double& setValues(int i){

return arrs[i];
}

int main(){
cout<<"改变前的值："<<endl;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
cout<<"arrs["<<i<<"]："<<arrs[i]<<endl;
}

//改变其中的两个元素
setValues(1)=11.11;
setValues(3)=33.33;

cout<<"改变后的值："<<endl;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
cout<<"arrs["<<i<<"]："<<arrs[i]<<endl;
}
}

运行效果：



四、常引用

常引用声明方式：const 类型标识符 &引用名=目标变量名；

用这种方式声明的引用，不能通过引用对目标变量的值进行修改,从而使引用的目标成为const，达到了引用的安全性。

int a ;

const int &b=a;

b=1; //错误 a=1; //正确

五、引用和多态

引用是除指针外另一个可以产生多态效果的手段。这意味着，一个基类的引用可以指向它的派生类实例。

class 　A;

class 　B：public A{……};

B 　b;

A 　&Ref = b; // 用派生类对象初始化基类对象的引用

Ref 只能用来访问派生类对象中从基类继承下来的成员，是基类引用指向派生类。如果A类中定义有虚函数，并且在B类中重写了这个虚函数，就可以通过Ref产生多态效果。

六、引用总结

（1）在引用的使用中，单纯给某个变量取个别名是毫无意义的，引用的目的主要用于在函数参数传递中，解决大块数据或对象的传递效率和空间不如意的问题。

（2）用引用传递函数的参数，能保证参数传递中不产生副本，提高传递的效率，且通过const的使用，保证了引用传递的安全性。

（3）引用与指针的区别是，指针通过某个指针变量指向一个对象后，对它所指向的变量间接操作。程序中使用指针，程序的可读性差；而引用本身就是目标变量的别名，对引用的操作就是对目标变量的操作。

（4）使用引用的时机。流操作符<<和>>、赋值操作符=的返回值、拷贝构造函数的参数、赋值操作符=的参数、其它情况都推荐使用引用。