C++ 值传递、指针传递、引用传递详解

举个例子:
int &f(int &x)
{
return x;
}
int main()
{
int a = 10;
int b = f(a);
return 0;
}
所谓引用传递就是不复制内存,把自己传递给对方,标准传递就是把自己的复制品传递给对方.
程序首先定义变量a(这里理解成占用一块4字节大小的内存,把内存标识成a,然后在这块内存里存1个整数10).然后程序执行f(a),注意到程序参数传递是引一、引用的概念
引用引入了对象的一个同义词。定义引用的表示方法与定义指针相似，只是用&代替了*。
例如： Point pt1(10,10);
Point &pt2=pt1; 定义了pt2为pt1的引用。通过这样的定义，pt1和pt2表示同一对象。
需要特别强调的是引用并不产生对象的副本，仅仅是对象的同义词。因此，当下面的语句执行后：
pt1.offset（2，2）；
pt1和pt2都具有（12，12）的值。
引用必须在定义时马上被初始化，因为它必须是某个东西的同义词。你不能先定义一个引用后才
初始化它。例如下面语句是非法的：
Point &pt3；
pt3=pt1；
那么既然引用只是某个东西的同义词，它有什么用途呢？
下面讨论引用的两个主要用途：作为函数参数以及从函数中返回左值。
2013-07-22 | 阅：86 转：0 | 来源 | 分享
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14-9-17 C++ 值传递、指针传递、引用传递详解
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二、引用参数
1、传递可变参数
传统的c中，函数在调用时参数是通过值来传递的，这就是说函数的参数不具备返回值的能力。
所以在传统的c中，如果需要函数的参数具有返回值的能力，往往是通过指针来实现的。比如，实现
两整数变量值交换的c程序如下：
void swapint(int *a,int *b)
{
int temp;
temp=*a;
a=*b;
*b=temp;
}
使用引用机制后，以上程序的c++版本为：
void swapint(int &a,int &b)
{
int temp;
temp=a;
a=b;
b=temp;
}
调用该函数的c++方法为：swapint（x,y); c++自动把x,y的地址作为参数传递给swapint函数。
2、给函数传递大型对象
当大型对象被传递给函数时，使用引用参数可使参数传递效率得到提高，因为引用并不产生对象的
副本，也就是参数传递时，对象无须复制。下面的例子定义了一个有限整数集合的类：
const maxCard=100;
Class Set
{
int elems[maxCard]; // 集和中的元素，maxCard 表示集合中元素个数的最大值。
int card; // 集合中元素的个数。
public:
Set () {card=0;} //构造函数
friend Set operator * (Set ,Set ) ; //重载运算符号*，用于计算集合的交集 用对象作为传值参数
// friend Set operator * (Set & ,Set & ) 重载运算符号*，用于计算集合的交集 用对象的引用作为传值参数
...
}
先考虑集合交集的实现
Set operator *( Set Set1,Set Set2)
{
Set res;
for(int i=0;i<Set1.card;++i)
for(int j=0;j>Set2.card;++j)
if(Set1.elems[i]==Set2.elems[j])
{
res.elems[res.card++]=Set1.elems[i];
break;
}
return res;
}
由于重载运算符不能对指针单独操作，我们必须把运算数声明为 Set 类型而不是 Set * 。
每次使用*做交集运算时，整个集合都被复制，这样效率很低。我们可以用引用来避免这种情况。
Set operator *( Set &Set1,Set &Set2)
{ Set res;
for(int i=0;i<Set1.card;++i)
for(int j=0;j>Set2.card;++j)
if(Set1.elems[i]==Set2.elems[j])
{
res.elems[res.card++]=Set1.elems[i];
break;
}
return res;
}
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三、引用返回值
如果一个函数返回了引用，那么该函数的调用也可以被赋值。这里有一函数，它拥有两个引用参数并返回一个双精度数的引用：
double &max(double &d1,double &d2)
{
return d1>d2?d1:d2;
}
由于max()函数返回一个对双精度数的引用，那么我们就可以用max() 来对其中较大的双精度数加1：
max(x,y)+=1.0;
返回一个对象的时候一般用引用作为返回值。为什么呢？因为C++中的对象是要占用一定的内存空间的，返回引用的话就可以减少一个复制对象的过程，从而减少内存开销。
举个例子吧：
假设有一个类A，有成员函数A& fun();返回的是引用。
那么在main()里我们定义一个对象A a;然后调用fun();
即a=fun();
在这调用的过程中作了哪些动作呢？
其实就只作了一个动作，就是把fun()里的返回值（即一个对象）直接赋值给a。
而如果是值返回的话：即A fun();
那么调用的时候A a;
a=fun();

这里就不止只有一个动作了，首先把fun()里的返回值（即对象）赋值给一个临时变量（这个变量我们见不到，但确实存在，且占用一定空间，我们把这变量记为 temp.)，然后通过这个临时变量才吧值赋给a.

然后看到const 关键字，C++程序员首先想到的可能是const 常量。这可不是良好的条件反射。如果只知道用const 定义常量，那么相当于把火药用于鞭炮，const的更大的魅力是用于修饰函数参数、返回值、甚至函数说明题。

const 是constant 的缩写，“恒定不变”的意思。被const 修饰的东西都受到强制保护，可以预防意外的变动，能提高程序的健壮性。所1.用const 修饰函数的参数

如果参数作输出用，不论它是什么数据类型，也不论它采用“指针传递”还是“引用传递”，都不能加const 修饰，否则该参数将失去输出如果输入参数采用“指针传递”，那么加const 修饰可以防止意外地改动该指针，起到保护作用。
例如StringCopy 函数：
void StringCopy(char *strDestination, const char *strSource);
其中strSource 是输入参数，strDestination 是输出参数。给strSource 加上const修饰后，如果函数体内的语句试图改动strSource
如果输入参数采用“值传递”，由于函数将自动产生临时变量用于复制该参数，该输入参数本来就无需保护，所以不要加const
例如不要将函数void Func1(int x) 写成void Func1(const int x)。同理不要将函数void Func2(A a) 写成void Func2(const A a)。其中
对于非内部数据类型的参数而言，象void Func(A a) 这样声明的函数注定效率比较底。因为函数体内将产生A 类型的临时对象用于复为了提高效率，可以将函数声明改为void Func(A &a)，因为“引用传递”仅借用一下参数的别名而已，不需要产生临时对象“引用传递”有可能改变参数a，这是我们不期望的。解决这个问题很容易，加const修饰即可，因此函数最终成为void Func(const A &以此类推，是否应将void Func(int x) 改写为void Func(const int &x)，以便提高效率？完全没有必要，因为内部数据类型的参数不存在问题是如此的缠绵，我只好将“const &”修饰输入参数的用法总结一下。
对于非内部数据类型的输入参数，应该将“值传递”的方式改为“const 引用传递”，目的是提高效率。例如将void Func(A a) 改为
对于内部数据类型的输入参数，不要将“值传递”的方式改为“const 引用传递”。否则既达不到提高效率的目的，又降低了函数的可理解2 .用const 修饰函数的返回值
如果给以“指针传递”方式的函数返回值加const 修饰，那么函数返回值（即指针）的内容不能被修改，该返回值只能被赋给加const
const char * GetString(void);
如下语句将出现编译错误：
char *str = GetString();
正确的用法是
const char *str = GetString();
如果函数返回值采用“值传递方式”，由于函数会把返回值复制到外部临时的存储单元中，加const 修饰没有任何价值。
例如不要把函数int GetInt(void) 写成const int GetInt(void)。
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例如不要把函数int GetInt(void) 写成const int GetInt(void)。
同理不要把函数A GetA(void) 写成const A GetA(void)，其中A 为用户自定义的数据类型。
如果返回值不是内部数据类型，将函数A GetA(void) 改写为const A & GetA(void)的确能提高效率。但此时千万千万要小心，一定要搞清函数返回值采用“引用传递”的场合并不多，这种方式一般只出现在类的赋值函数中，目的是为了实现链式表达。
例如：
class A
{
A & operate = (const A &other); // 赋值函数
};
A a, b, c; // a, b, c 为A 的对象
a = b = c; // 正常的链式赋值
(a = b) = c; // 不正常的链式赋值，但合法
如果将赋值函数的返回值加const 修饰，那么该返回值的内容不允许被改动。上例中，语句 a = b = c 仍然正确，但是语句 (a = b) = c
3. const 成员函数
任何不会修改数据成员(即函数中的变量)的函数都应该声明为const 类型。如果在编写const 成员函数时，不慎修改了数据成员，或者class Stack
{
public:
void Push(int elem);
int Pop(void);
int GetCount(void) const; // const 成员函数
private:
int m_num;
int m_data[100];
};
int Stack::GetCount(void) const
{
++ m_num; // 编译错误，企图修改数据成员m_num
Pop(); // 编译错误，企图调用非const 函数
return m_num;
}
const 成员函数的声明看起来怪怪的：const 关键字只能放在函数声明的尾部，大概是因为其它地方都已经被占用了。
关于Const函数的几点规则：
a. const对象只能访问const成员函数,而非const对象可以访问任意的成员函数,包括const成员函数.
b. const对象的成员是不可修改的,然而const对象通过指针维护的对象却是可以修改的.
c. const成员函数不可以修改对象的数据,不管对象是否具有const性质.它在编译时,以是否修改成员数据为依据,进行检查.
e. 然而加上mutable修饰符的数据成员,对于任何情况下通过任何手段都可修改,自然此时的const成员函数是可以修改它的
而关于值传递，指针传递，引用传递这几个方面还会存在误区， 所有我觉的有必要在这里也说明一下~
下文会通过例子详细说明哦
值传递：
形参是实参的拷贝，改变形参的值并不会影响外部实参的值。从被调用函数的角度来说，值传递是单向的（实参->形参），参数的值只能传入，
不能传出。当函数内部需要修改参数，并且不希望这个改变影响调用者时，采用值传递。
指针传递：
形参为指向实参地址的指针，当对形参的指向操作时，就相当于对实参本身进行的操作
引用传递：
形参相当于是实参的“别名”，对形参的操作其实就是对实参的操作，在引用传递过程中，被调函数的形式参数虽然也作为局部变量在栈
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中开辟了内存空间，但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的地址。被调函数对形参的任何操作都被处理成间接寻址，即通过
栈中存放的地址访问主调函数中的实参变量。正因为如此，被调函数对形参做的任何操作都影响了主调函数中的实参变量。
#include<iostream>
using namespace std;
//值传递
void change1(int n){
cout<<"值传递--函数操作地址"<<&n<<endl; //显示的是拷贝的地址而不是源地址
n++;
}
//引用传递
void change2(int & n){
cout<<"引用传递--函数操作地址"<<&n<<endl;
n++;
}
//指针传递
void change3(int *n){
cout<<"指针传递--函数操作地址 "<<n<<endl;
*n=*n+1;
}
int main(){
int n=10;
cout<<"实参的地址"<<&n<<endl;
change1(n);
cout<<"after change1() n="<<n<<endl;
change2(n);
cout<<"after change2() n="<<n<<endl;
change3(&n);
cout<<"after change3() n="<<n<<endl;
return true;
}
运行结果如下，（不同的机器可能会有所差别）
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可以看出，实参的地址为0x22ff44
采用值传递的时候，函数操作的地址是0x22ff20并不是实参本身，所以对它进行操作并不能改变实参的值
再看引用传递，操作地址就是实参地址 ，只是相当于实参的一个别名，对它的操作就是对实参的操作
接下来是指针传递，也可发现操作地址是实参地址
那么，引用传递和指针传递有什么区别吗？
引用的规则：
（1）引用被创建的同时必须被初始化（指针则可以在任何时候被初始化）。
（2）不能有NULL引用，引用必须与合法的存储单元关联（指针则可以是NULL）。
（3）一旦引用被初始化，就不能改变引用的关系（指针则可以随时改变所指的对象）。
指针传递的实质：
指针传递参数本质上是值传递的方式，它所传递的是一个地址值。值传递过程中，被调函数的形式参数作为被调函数的局部变量处理，
即在栈中开辟了内存空间以存放由主调函数放进来的实参的值，从而成为了实参的一个副本。值传递的特点是被调函数对形式参数的
任何操作都是作为局部变量进行，不会影响主调函数的实参变量的值。（这里是在说实参指针本身的地址值不会变）如果理解不了大可跳过这段
指针传递和引用传递一般适用于：
函数内部修改参数并且希望改动影响调用者。对比指针/引用传递可以将改变由形参“传给”实参（实际上就是直接在实参的内存上修改，
不像值传递将实参的值拷贝到另外的内存地址中才修改）。
另外一种用法是：当一个函数实际需要返回多个值，而只能显式返回一个值时，可以将另外需要返回的变量以指针/引用传递
给函数，这样在函数内部修改并且返回后，调用者可以拿到被修改过后的变量，也相当于一个隐式的返回值传递吧。
以下是我觉得关于指针和引用写得很不错的文章，大家可参照看一下，原文出处地址：http://xinklabi.iteye.com/blog/653643
从概念上讲。指针从本质上讲就是存放变量地址的一个变量，在逻辑上是独立的，它可以被改变，包括其所指向的地址的改变和其指向的地址中所存放的而引用是一个别名，它在逻辑上不是独立的，它的存在具有依附性，所以引用必须在一开始就被初始化，而且其引用的对象在其整个生命周期中是不能被在C++中，指针和引用经常用于函数的参数传递，然而，指针传递参数和引用传递参数是有本质上的不同的：
指针传递参数本质上是值传递的方式，它所传递的是一个地址值。值传递过程中，被调函数的形式参数作为被调函数的局部变量处理，即在栈中开辟了内而在引用传递过程中，被调函数的形式参数虽然也作为局部变量在栈中开辟了内存空间，但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的地址。被调函引用传递和指针传递是不同的，虽然它们都是在被调函数栈空间上的一个局部变量，但是任何对于引用参数的处理都会通过一个间接寻址的方式操作到主为了进一步加深大家对指针和引用的区别，下面我从编译的角度来阐述它们之间的区别：
程序在编译时分别将指针和引用添加到符号表上，符号表上记录的是变量名及变量所对应地址。指针变量在符号表上对应的地址值为指针变量的地址值，最后，总结一下指针和引用的相同点和不同点：
★相同点：
●都是地址的概念；
指针指向一块内存，它的内容是所指内存的地址；而引用则是某块内存的别名。
★不同点：
●指针是一个实体，而引用仅是个别名；
●引用只能在定义时被初始化一次，之后不可变；指针可变；引用“从一而终”，指针可以“见异思迁”；
●引用没有const，指针有const，const的指针不可变；（具体指没有int& const a这种形式，而const int& a是有 的， 前者指引用本身即别名不可以改变●引用不能为空，指针可以为空；
●“sizeof 引用”得到的是所指向的变量(对象)的大小，而“sizeof 指针”得到的是指针本身的大小；
●指针和引用的自增(++)运算意义不一样；
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