【C++】引用那些事（2）

一、传值、传引用效率比较

以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回，而是传递实
参或者返回变量的一份临时的拷贝，因此用值作为参数或者返回值类型，效率是非常低下的，尤其是当参数或者返
回值类型非常大时，效率就更低。

#include <time.h>
struct A
{
  int a[10000];
};
void TestFunc1(A a)
{}
void TestFunc2(A& a)
{}
void TestRefAndValue()
{
   A a;
// 以值作为函数参数
   size_t begin1 = clock();
   for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
   TestFunc1(a);
   size_t end1 = clock();

   // 以引用作为函数参数
   size_t begin2 = clock();
   for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
   TestFunc2(a);
   size_t end2 = clock();

   // 分别计算两个函数运行结束后的时间
   cout << "TestFunc1(int*)-time:" << end1 - begin1 << endl;
   cout << "TestFunc2(int&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
// 运行多次，检测指针和引用在传参方面的效率区别

int main()
{
  for (int i = 0; i < 10; ++i)
{
  TestRefAndValue();
}
  return 0;
}

二、指针和引用的作为返回值类型的性能比较

#include <time.h>
struct A
{
  int a[10000];
};
A a;
A TestFunc1()
{
  return a;
}
A& TestFunc2()
{
  return a;
}
void TestReturnByRefOrValue()
{
// 以指针作为函数的返回值类型
  size_t begin1 = clock();
  for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
  TestFunc1();
  size_t end1 = clock();

// 以引用作为函数的返回值类型
  size_t begin2 = clock();
  for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
  TestFunc2();
  size_t end2 = clock();

  // 计算两个函数运算完成之后的时间
  cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
  cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
 }// 测试运行10次，指针和引用作为返回值效率方面的区别

int main()
{
  for (int i = 0; i < 10; ++i)
  TestReturnByRefOrValue();
  return 0;
}

通过上述代码的比较，发现引用和指针在作为传参以及返回值类型上效率几乎相同。

三、引用和指针的区别

1. 引用在定义时必须初始化，指针没有要求

2. 引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体，而指针可以在任何时候指向任何一个同类型
实体

3. 没有NULL引用，但有NULL指针

4. 在sizeof中含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占
4个字节)

5. 引用自加即引用的实体增加1，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小

6. 有多级指针，但是没有多级引用

7. 访问实体方式不同，指针需要显式解引用，引用编译器自己处理

8. 引用比指针使用起来相对更安全

在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。在底层实现上实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的。

在反汇编代码中，二者的实现是一样的。

//引用
int main()
{
  int a = 10;
  int& ra = a;
  cout<<"&a = "<<&a<<endl;
  cout<<"&ra = "<<&ra<<endl;
  return 0;
}

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