C++引用的用法

引用是 C++ 引入的新语言特性，它是某一变量的一个别名，使用 “&” 符号标识。引用的定义格式如下：

数据类型& 引用名 = 变量名;

习惯使用C语言开发的读者看到“&”符号就会想到取地址。但是在 C++ 引用中，“&”只是起到标识的作用。

【示例1】通过案例演示引用的用法。C++ 代码如下：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a=10;
    int& ra=a;
    cout<<"变量a的地址"<<hex<<&a<<endl;
    cout<<"引用ra的地址:"<<hex<<&ra<<endl;
    cout<<"引用ra的值:"<<dec<<ra<<endl;
    return 0;
}

运行结果：

变量a的地址0x6ffe04
引用ra的地址:0x6ffe04
引用ra的值:10

示例分析：

• 第 5 行代码定义了整型变量 a 并初始化为 10；
• 第 6 行代码定义了指向变量 a 的引用 ra；
• 第 7～9 行代码分别输出变量 a 的地址、引用 ra 的地址、引用 ra 的值。

由运行结果可知，引用 ra 的地址和变量 a 的地址相同；引用 ra 的值为 10，与变量 a 的值相同。

在定义引用时，有以下几点需要注意：

• 引用在定义时必须初始化，且与变量类型保持一致。
• 引用在初始化时不能绑定常量值，如 int&b=10 是错误的。
• 引用在初始化后，其值不能再更改，即不能用作其他变量的引用。

在 C++ 中，引用的一个重要作用是作为函数参数。

【示例2】通过案例演示引用作为函数参数的用法。代码如下：

#include<iostream>
using namespace std;
void exchange(int& x, int& y)
{
   int temp = x;
   x = y;
   y = temp;
}
int main()
{
   int a, b;
   cout << "please input two nums: " << endl;
   cin >> a >> b;
   exchange(a, b);
   cout << "exchange: " << a << " "<< b << endl;
   return 0;
}

运行结果：

please input two nums:
10 20
exchange: 20 10

示例分析：

• 第 3～8 行代码定义了一个函数 exchange()，用于交换两个 int 类型变量的值。exchange() 函数有两个 int 类型的引用作为参数；
• 第 13～15 行代码通过 cin 从键盘输入两个整型数据给变量 a、b，调用 exchange() 函数交换变量 a、b 的值，并输出交换结果。

在【示例2】中，exchange() 函数的形参如果为普通变量（值传递），由于副本机制无法实现变量 a、b 的交换。

如果形参为指针（址传递），可以完成变量 a、b 的交换，但需要为形参（指针）分配存储单元，在调用时要反复使用*指针名获取数据，且实参传递时要取地址（&a、&b），这样很容易出现错误，且程序的可读性也会下降。

而使用引用作为形参，就克服了值传递和址传递的缺点，通过引用可以直接操作变量，简单高效，可读性又好。

引用是隐式的指针，但引用却不等同于指针，使用引用与使用指针有着本质的区别。

• 指针指向一个变量，需要占据额外的内存单元，而引用指向一个变量，不占据额外内存单元。
• 作为函数参数时，指针的实参是变量的地址，而引用的实参是变量本身，但系统向引用传递的是变量的地址而不是变量的值。

显然，引用比指针更简单､直观､方便。

使用引用可以代替指针的部分操作。在C语言中只能用指针来处理的问题，在 C++中 可以通过引用完成，从而降低了程序设计的难度。

如果想使用常量值初始化引用，则引用必须用const修饰，用 const 修饰的引用称为 const 引用，也称为常引用。

const 引用可以用 const 对象和常量值进行初始化。示例代码如下所示：

const int &a = 10;
const int b = 10;   
const int &rb = b;

上述代码解析：

• 第 1 行代码定义了 const 引用 a，使用常量 10 进行初始化；
• 第 2 行代码定义常变量 b；
• 第 3 行代码定义了 const 引用 rb，使用常变量 b 进行初始化。

常变量的引用必须是 const 引用，但 const 引用不是必须使用常量或常变量进行初始化，const 引用可以使用普通变量进行初始化，只是使用普通变量初始化 const 引用时，不允许通过该引用修改变量的值。示例代码如下所示：

int a = 10;     //变量a
const int &b = a;    //使用a初始化const引用b
b=20;     //错误

当引用作函数参数时，也可以使用const修饰，表示不能在函数内部修改参数的值。例如下面的函数，比较两个字符串长度：

bool isLonger(const string &s1, const string &s2)
{
   return s1.size() > s2.size();
}

在 isLonger() 函数中，只能比较两个字符串长度而不能改变字符串内容。

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