c++引用

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*。引用（reference）是c++对c语言的重要扩充。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

    （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。 

int &ref=a;//right    int &ref;//error,引用必须初始化    int &ref=10;//error,10是一个字面值，也叫右值，不能被引用    const int &ref=10;//常引用可以绑定右值或者绑定const类型的值，const int ci =1024; const int &ref =ci；

（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。

int a=2,int &ra=a;

a为目标原名称，ra为目标引用名。给ra赋值：ra=1; 等价于 a=1;

（5）对引用求地址，就是对目标变量求地址。&ra与&a相等。即我们常说引用名是目标变量名的一个别名。别名一词好像是说引用不占据任何内存空间。但是编译器在一般将其实现为const指针，即指向位置不可变的指针。即引用实际上与一般指针同样占用内存。

（6）不能建立引用的数组。因为数组是一个由若干个元素所组成的集合，所以无法建立一个由引用组成的集合。但是可以建立数组的引用.

例如： int& ref [3]= {2,3,5};//声明ref引用的数组错误

引用参数

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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：

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void swap(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：

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void swap(int &a,int &b)

{

int temp;

temp=a;

a=b;

b=temp;

}

调用该函数的c++方法为：swap（x,y); c++自动把x,y的地址作为参数传递给swap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：

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const maxCard=100;

Class Set

{

int elems[maxCard];//集合中的元素，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 Setoperator *(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

//friendSetoperator*(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

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Setoperator *(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;

}

 

returnres;

}

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。

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Setoperator *(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;

}

 

returnres;

}

引用返回值

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要以引用返回函数值，则函数定义时要按以下格式：

类型标识符 &函数名（形参列表及类型说明）
{函数体}

　　说明：

　　（1）以引用返回函数值，定义函数时需要在函数名前加&

　　（2）用引用返回一个函数值的最大好处是，在内存中不产生被返回值的副本。

　　 以下程序中定义了一个普通的函数fn1（它用返回值的方法返回函数值），另外一个函数fn2，它以引用的方法返回函数值。

#include <iostream.h>float temp; //定义全局变量tempfloat fn1(float r); //声明函数fn1float &fn2(float r); //声明函数fn2float fn1(float r) //定义函数fn1，它以返回值的方法返回函数值{　temp=(float)(r*r*3.14);　return temp;}float &fn2(float r) //定义函数fn2，它以引用方式返回函数值{　temp=(float)(r*r*3.14);　return temp;}void main() //主函数{　float a=fn1(10.0); //第1种情况，系统生成要返回值的副本（即临时变量）　float &b=fn1(10.0); //第2种情况，可能会出错（不同 C++系统有不同规定）　//不能从被调函数中返回一个临时变量或局部变量的引用　float c=fn2(10.0); //第3种情况，系统不生成返回值的副本　//可以从被调函数中返回一个全局变量的引用　float &d=fn2(10.0); //第4种情况，系统不生成返回值的副本　//可以从被调函数中返回一个全局变量的引用　cout<<a<<c<<d;}

　　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。这条可以参照Effective C++[1]的Item 31。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。这条可以参照Effective C++[1]的Item 31。虽然不存在局部变量的被动销毁问题，可对于这种情况（返回函数内部new分配内存的引用），又面临其它尴尬局面。例如，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。这条原则可以参照Effective C++[1]的Item 30。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。

常引用

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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。

【例】：

int a ;

const int &ra=a;

ra=1; //错误

a=1; //正确

这不光是让代码更健壮，也有些其它方面的需要。

【例】：假设有如下函数声明：

string foo( );

void bar(string & s);

那么下面的表达式将是非法的：

bar(foo( ));

bar("hello world");

原因在于foo( )和"hello world"串都会产生一个临时对象，而在C++中，这些临时对象都是const类型的。因此上面的表达式就是试图将一个const类型的对象转换为非const类型，这是非法的。

引用型参数应该在能被定义为const的情况下，尽量定义为const 。

引用和多态

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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。

【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。