C++引用(内含和指针的对比)

2024-02-12 22:12
文章标签 c++ 指针 内含 引用 对比

本文主要是介绍C++引用(内含和指针的对比),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

1.引用的概念

概念:引用不是新定义一个变量,而是给已存在变量取了一个别名,编译器不会为引用变量开辟内存空间,它和它引用的变量共用一块内存空间

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体;(&这个符号我们可能会看成取地址或者按位与,但是在这里是引用的意思,前面是类型,后面是变量,因为C++兼容C,所以这个符号有多重意思)

int main()
{int a = 0;int& ra = a;//定义引用类型return 0;
}

解释:ra就是引用,也是a的别名

注:引用类型必须和引用实体是同种类型的

2.引用和原本变量的关系

因为引用就相当于取了个别名,所以都是一个意思,以上面代码为例,a就是ra,ra就是a(鲁迅就是周树人,周树人就是鲁迅)

看这段代码就可以很好理解,它们的地址一样,自增的时候也是加到一个地方,所以没有区别

3.引用的特性

3.1引用在定义时必须初始化

引用实质是“取别名”,所以我们在取别名之前要先有一个名字(变量),可以看到,先定义接下来再初始化会直接报错(语法问题)

3.2引用不能改变指向 

当我们引用已经指向一个变量,就不能再改变它的指向。代码如下,当我们定义出b引用指向a,就不能再让b指向c(代码不会报错,但是不能改变指向,只是赋值)

int main()
{int a = 0;int& b = a;int c = 0;b = c;return 0;
}

 代码结果就是会把c的值赋给b(b是a的别名,所以b改变a也会改变)

3.3一个变量可以有多个引用

一个变量是可以有多个引用的,也可以是引用的引用,最后这些引用都是这个变量a的别名,其中一个改变其他三个都会改变。

4.常引用

4.1可以权限缩小

int main()
{int a = 0;int& b = a;b++;return 0;
}

我们定义一个a的引用b,当我们++b的时候,a也会++,但是我们现在不想改变a要怎么办:

int main()
{int a = 0;const int& b = areturn 0;
}

当我们给b加上const的时候,b就不能改变了,这也叫做权限的缩小,因为a是可读可写(写:可以改变)的,但是定义出来的b是可读不可写的,这就是权限的缩小,是允许的 

4.2可以权限平移

int main()
{const int a = 10;const int& b = a;return 0;
}

我们知道10是常量,常量不能改变,这时候赋给a一个常量就要加上const,现在a是可读不可写的,当我们把a赋给b的时候,b也要是可读不可写的,所以b也要加const,这是权限的平移,是允许的

4.3不能权限放大

int main()
{const int a = 10;int& b = a;return 0;
}

 现在我们的a是一个可读不可写的值,当把a赋给b的时候,b是可读可写的,这样就是权限的放大,是不允许的

5.引用能不能代替指针

引用和指针功能是类似的(引用的出现是对指针使用比较复杂的的场景进行一些替换,让代码简单易懂,但是不能替代指针)

引用不能替代指针的原因:引用定义后,不能改变指向

就以双向不循环链表为例

struct Node
{struct Node* next;struct Node* prev;int val;
};

就以上面链表为例,我们想释放第二个,就得让第一个的next指向第三个,第三个的prev指向第一个,这个时候引用就不能代替指针

6.使用场景

6.1引用做返回值的陷阱

学了引用,有人可能想着拿引用做返回值,这个时候可能就会掉进陷阱

int& Fun()
{int a = 10;return a;
}
int main()
{int ret = Fun();cout << ret << endl;return 0;
}

这段代码看着没什么问题,打印也能正常打印出10,为什么会错误呢?(ret接收到的是a的别名,Fun函数结束调用就会释放,释放之后a就会销毁,这个时候我们的ret取的值可能是对的也可能会改变,取决于a会不会被处理)

如果想用引用做返回:全局变量,静态变量(static),堆上(malloc)变量都可以用引用返回,因为它们出了作用域生命周期不会结束

6.2引用做参数

void Swap(int& x, int& y)
{int tmp = x;x = y;y = tmp;
}
int main()
{int i = 0;int j = 1;Swap(i, j);cout << "i=" << i << endl;cout << "j=" << j << endl;return 0;
}

我们可以做参数直接用引用接收,这个时候在Swap函数里面交换 x 和 y 也会影响到外面的 i 和 j,相比于之前的C语言指针,我们少了传地址然后再解引用的操作。

6.3引用做返回值

int& Fun()
{static int a = 10;return a;
}
int main()
{int ret = Fun();cout << ret << endl;return 0;
}

看了返回值的陷阱,这部分就很好理解,我们里面用static修饰就会变成静态变量,函数销毁跟a就没关系了,所以就可以放心用引用返回

7.引用和指针的区别

我们这里从语法底层做对比,不要把语法和底层混淆了,语法就是我们理解它的规定,底层就是从更深的层面去了解,所以说语法和底层是不一样的

语法:

1.引用是别名,不开空间,指针是地址,需要开空间存地址

2.引用必须初始化,指针可以初始化也不要不初始化

3.引用不能改变指向,指针可以

4.引用相对更安全,没有空引用,但是有空指针,容易出现野指针,但是不容易出现野饮用

5.sizeof、++、解引用访问等反面的区别

(上面这几点是比较重要的)

底层:

汇编层面上,没有引用,都是指针,引用编译后也转换成指针了

源代码:

int main()
{int a = 10;int& ra = a;ra = 20;int* pa = &a;*pa = 20;return 0;
}

汇编代码: 

 从上面汇编可以看出,引用的底层也是指针,不用看懂上面汇编,对比着看就可以了

这篇关于C++引用(内含和指针的对比)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/703732

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