C++简述，初识C++，C++对C的扩展

一. C++概述

1. C++简介

“c++”中的++来自于c语言中的递增运算符++，该运算符将变量加1。c++起初也叫”c with clsss”.通过名称表明，c++是对C的扩展，因此c++是c语言的超集，这意味着任何有效的c程序都是有效的c++程序。c++程序可以使用已有的c程序库。

库是编程模块的集合，可以在程序中调用它们。库对很多常见的编程问题提供了可靠的解决方法，因此可以节省程序员大量的时间和工作量。

c++语言在c语言的基础上添加了面向对象编程和泛型编程的支持。c++继承了c语言高效，简洁，快速和可移植的传统。
c++融合了3种不同的编程方式:

• c语言代表的过程性语言.
• c++在c语言基础上添加的类代表的面向对象语言.
• c++模板支持的泛型编程。

C语言与C++语言的关系：
c++语言是在C语言的基础上，添加了面向对象、模板等现代程序设计语言的特性而发展起来的。两者无论是从语法规则上，还是从运算符的数量和使用上，都非常相似，所以我们常常将这两门语言统称为“C/C++”。
C语言和C++并不是对立的竞争关系：
1)C++是C语言的加强，是一种更好的C语言。
2)C++是以C语言为基础的，并且完全兼容C语言的特性。
c语言和C++语言的学习是可以相互促进。学好C语言，可以为我们将来进一步地学习C++语言打好基础，而C++语言的学习，也会促进我们对于C语言的理解，从而更好地运用C语言。

2. C++起源

与c语言一样，c++也是在贝尔实验室诞生的，Bjarne·Stroustrup(本贾尼·斯特劳斯特卢普)在20世纪80年代在这里开发了这种语言。
Stroustrup关心的是让c++更有用，而不是实施特定的编程原理或风格。在确定语言特性方面，真正的编程比纯粹的原理更重要。Stroustrup之所以在c的基础上创建c++,是因为c语言简洁、适合系统编程、使用广泛且与UNIX操作系统联系紧密。

用他自己的话来说，“C++主要是为了我的朋友和我不必再使用汇编语言、C语言或者其他现代高级语言来编程而设计的。它的主要功能是可以更方便得编写出好程序，让每个程序员更加快乐”。

3. 可移植性和标准

假设为运行windows 2000的老式奔腾pc编写了一个很好用的c++程序，而管理员决定使用不同操作系统(比如说Mac OS 或 Linux)和处理器的计算机替换它。该程序是否可在新平台运行呢？当然，但是必须使用为新平台设计的c++编译器重新编译。但是是否需要修改写好的代码？如果不需要修改代码的情况下，重新编译程序后，程序依然运行良好，该程序是可移植的。

程序是否可移植性有两个问题需要解决。第一是硬件，针对特定硬件编程的程序是不可移植的。第二，语言的实现，windows xp c++ 和 Redhat Linux 或 Mac OS X对c++的实现不一定相同。虽然我们希望c++版本与其他版本兼容，但是如果没有一个公开的标准，很难做到。因此，美国国家标准局(American National Standards Institute,ANSI)在1990年设立一个委员会专门负责制定c++标准(ANSI制定了c语言的标准)。国际标准化组织(International Organization for Standardization，ISO)很快通过自己的委员会加入到这个行列，创建了联合组织ANSI/ISO,制定c++标准。

经过多年的努力，制定出了一个国际标准ISO/IEC 14882:1998 ，并于1998年获得了ISO、IEC(International Electrotechnical Committee,国际电工技术委员会)和ANSI的批准。这个标准就是我们经常所说的c++98。它不仅描述了已有的c++特性，还对语言进行了扩展，添加了异常、运行阶段类型识别(RTTI)、模板和标准模板库(STL).

扫描二维码关注公众号，回复： 6038791 查看本文章

2003年，发布了c++标准第二版(IOS/IEC 14882:2003),这一版本对第一版修订了一些错误，但并没有改变语言特性，因此c++98表示c++98/c++2003.

c++不断发展。IOS标准委员会于2011年8月批准了新标准ISO/IEC 14882:2011,该标准被称为c++11,与c++98一样c++11也新增了许多特性。
ISO c++标准还吸收了ANSI c语言标准，c++尽量做到是c的超集。意味着在理想情况下，任何有效的c程序都应该是有效的c++程序。
ANSI不仅定义了c语言，还 定义了一个ANSI c必须实现的标准c库。c++也在使用这个库，另外ANSI/ISO c++标准还提供了一个c++标准类库。

C++成功原因

简而言之，强迫程序员放弃c语言和c语言的思考方式，而去转到OOP上是需要代价的，但是从c语言转到c++所花费的代价就会小很多。所以也可以理解为c++的出现并不是去替代c,而是对c的扩展，所以在c++中既可以使用c++新特性，并且可以使用c的过程式思维来编写程序。

对于传统的结构化语言，我们向来没有太多的疑惑，函数调用那么自然而明显，只是从程序的某一个地点调到另一个地点去执行。但是对于面向对象(OO)语言，我们疑惑就会很多。其原因就是c++编译器为我们程序员做了太多隐藏的工作：构造函数，析构函数、虚函数、继承、多态…有时候它为我们合成出一些额外的函数,有时候它又偷偷在我们写的函数里，放进更多的操作。有时候也会给我们的对象里放进一些奇妙的东西，使得我们sizeof的时候结果可我们预期不一样。

二. C++初识

1. 通过简单C++程序认识C++

• HelloWorld代码演示：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	cout << "Hello World" << endl;
	return 0;
}

• 分析

1. #include; 预编译指令，引入头文件iostream.
2. using namespace std; 使用标准命名空间
3. cout << “Hello World” << endl; 和printf功能一样，输出字符串"Hello World"

• C++头文件没有.h后缀
  在c语言中头文件使用扩展名.h,将其作为一种通过名称标识文件类型的简单方式。但是c++得用法改变了，c++头文件没有扩展名。但是有些c语言的头文件被转换为c++的头文件，这些文件被重新命名，丢掉了扩展名.h(使之成为c++风格头文件)，并在文件名称前面加上前缀c(表明来自c语言)。例如c++版本的math.h为cmath.
  由于C使用不同的扩展名来表示不同文件类型，因此用一些特殊的扩展名(如hpp或hxx)表示c++的头文件也是可以的，ANSI/IOS标准委员会也认为是可以的，但是关键问题是用哪个比较好，最后一致同意不适用任何扩展名。
• using namespace std;
  namespace是指标识符的各种可见范围。命名空间用关键字namespace 来定义。命名空间是C++的一种机制，用来把单个标识符下的大量有逻辑联系的程序实体组合到一起。此标识符作为此组群的名字。
• cout,endl:
  cout是c++中的标准输出流，endl是输出换行并刷新缓冲区。

2. 面向过程

面向过程是一种以过程为中心的编程思想。
通过分析出解决问题所需要的步骤，然后用函数把这些步骤一步一步实现，使用的时候一个一个依次调用就可以了。

面向过程编程思想的核心：功能分解，自顶向下，逐层细化（程序=数据结构+算法）。
面向过程编程语言存在的主要缺点是不符合人的思维习惯，而是要用计算机的思维方式去处理问题，而且面向过程编程语言重用性低，维护困难。

3. 面向对象

面向对象编程（Object-Oriented Programming）简称 OOP 技术，是开发计算机应用程序的一种新方法、新思想。过去的面向过程编程常常会导致所有的代码都包含在几个模块中，使程序难以阅读和维护。在做一些修改时常常牵一动百，使以后的开发和维护难以为继。而使用 OOP 技术，常常要使用许多代码模块，每个模块都只提供特定的功能，它们是彼此独立的，这样就增大了代码重用的几率，更加有利于软件的开发、维护和升级。

在面向对象中，算法与数据结构被看做是一个整体，称作对象，现实世界中任何类的对象都具有一定的属性和操作，也总能用数据结构与算法两者合一地来描述，所以可以用下面的等式来定义对象和程序：

对象 = 算法 + 数据结构
程序 = 对象 + 对象 + ……

从上面的等式可以看出，程序就是许多对象在计算机中相继表现自己，而对象则是一个个程序实体。
面向对象编程思想的核心：应对变化，提高复用。

4. 面向对象三大特性

• 封装
  把客观事物封装成抽象的类，并且类可以把自己的数据和方法只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。
  类将成员变量和成员函数封装在类的内部，根据需要设置访问权限，通过成员函数管理内部状态。
• 继承
  继承所表达的是类之间相关的关系，这种关系使得对象可以继承另外一类对象的特征和能力。
  继承的作用：避免公用代码的重复开发，减少代码和数据冗余。
• 多态
  多态性可以简单地概括为“一个接口，多种方法”，字面意思为多种形态。程序在运行时才决定调用的函数，它是面向对象编程领域的核心概念。

三. C++对C的扩展

1. 作用域运算符：：

通常情况下，如果有两个同名变量，一个是全局变量，另一个是局部变量，那么局部变量在其作用域内具有较高的优先权，它将屏蔽全局变量

#include <iostream>
using namespace std;
int a = 10;
int main()
{
	int a = 20;
	cout << "a = " << a << endl;
	return 0;
}

运行结果：

程序的输出结果是a:20。在main函数的输出语句中，使用的变量a是main函数内定义的局部变量，因此输出的结果为局部变量a的值。

作用域运算符可以用来解决局部变量与全局变量的重名问题：

#include <iostream>
using namespace std;
int a = 10;
int main()
{
	int a = 20;
	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "a = " << ::a << endl;
	return 0;
}

运行结果如下：

这个例子可以看出，作用域运算符可以用来解决局部变量与全局变量的重名问题，即在局部变量的作用域内，可用::对被屏蔽的同名的全局变量进行访问。

2. 名称控制

创建名字是程序设计过程中一项最基本的活动，当一个项目很大时，它会不可避免地包含大量名字。c++允许我们对名字的产生和名字的可见性进行控制。

我们之前在学习c语言可以通过static关键字来使得名字只得在本编译单元内可见，在c++中我们将通过一种通过命名空间来控制对名字的访问。

在c++中，名称（name）可以是符号常量、变量、函数、结构、枚举、类和对象等等。工程越大，名称互相冲突性的可能性越大。另外使用多个厂商的类库时，也可能导致名称冲突。为了避免，在大规模程序的设计中，以及在程序员使用各种各样的C++库时，这些标识符的命名发生冲突，标准C++引入关键字namespace（命名空间/名字空间/名称空间），可以更好地控制标识符的作用域。

• 命名空间使用语法

#include <iostream>
using namespace std;

namespace A {
	int a = 10;
}

namespace B {
	int a = 20;
}

int main()
{
	cout << "A::a = " << A::a << endl;
	cout << "B::a = " << B::a << endl;
	return 0;
}

运行结果：

• 命名空间只能全局范围内定义
• 命名空间可嵌套命名空间

#include <iostream>
using namespace std;

namespace A {
	int a = 10;
}

namespace B {
	int a = 20;
	namespace C {
		int a = 30;
	}
}

int main()
{
	cout << "A::a = " << A::a << endl;
	cout << "B::a = " << B::a << endl;
	cout << "B::C::a = " << B::C::a << endl;
	return 0;
}

运行结果如下：

• 命名空间是开放的，即可以随时把新的成员加入已有的命名空间中

#include <iostream>
using namespace std;
namespace A {
	int a = 10;
}

namespace A {
	void fun()
	{
		cout << "hello" << endl;
	}
}
int main()
{
	cout << "A::a = " << A::a << endl;
	A::fun();
	return 0;
}

运行结果为：

• 声明和实现可分离

#include <iostream>
using namespace std;
namespace A {
	void fun();
}

void A::fun() 
{
	cout << "hello" << endl;
}

int main()
{
	A::fun();
	return 0;
}

运行结果如下：

• 无名命名空间，意味着命名空间中的标识符只能在本文件内访问，相当于给这个标识符加上了static，使得其可以作为内部连接

#include <iostream>
using namespace std;
namespace {
	int a = 10;
}
int main()
{
	cout << "a = " << a << endl;
	return 0;
}

运行结果如下：

• 命名空间别名

#include <iostream>
using namespace std;
namespace A {
	void fun();
}

void A::fun() 
{
	cout << "hello" << endl;
}
int main()
{
	namespace B = A;
	B::fun();
	return 0;
}

运行结果如下：

• using 声明

1. using声明可使得指定的标识符可用。
2. 如果命名空间包含一组用相同名字重载的函数，using声明就声明了这个重载函数的所有集合。

#include <iostream>
using namespace std;
namespace A {
	int a = 10;
	void fun()
	{
		cout << "hello" << endl;
	}
	void fun(int x)
	{
		cout << "x = " << x << endl;
	}
}

int main()
{
	using A::a;
	using A::fun;
	cout << "A::a = " << a << endl;
	fun();
	fun(1);
	return 0;
}

运行结果如下：

• using编译指令

#include <iostream>
using namespace std;
namespace A {
	int a = 10;
	int b = 20;
	void fun()
	{
		cout << "hello" << endl;
	}
}
int main()
{
	using namespace A;
	cout << "A::a = " << a << endl;
	cout << "A::b = " << b << endl;
	fun();
	return 0;
}

运行结果：

注意：使用using声明或using编译指令会增加命名冲突的可能性。也就是说，如果有名称空间，并在代码中使用作用域解析运算符，则不会出现二义性。

• 命名空间的使用
  关键问题是当引入一个全局的using编译指令时，就为该文件打开了该命名空间，它不会影响任何其他的文件，所以可以在每一个实现文件中调整对命名空间的控制。比如，如果发现某一个实现文件中有太多的using指令而产生的命名冲突，就要对该文件做个简单的改变，通过明确的限定或者using声明来消除名字冲突，这样不需要修改其他的实现文件

3. 全局变量检测

int a = 10; //赋值，当做定义
int a; //没有赋值，当做声明

int main(){
	printf("a:%d\n",a);
	return 0;
}

此代码在c++下编译失败,在c下编译通过.

4. 变量类型要求

在C语言中：

//i没有写类型，可以是任意类型
int fun1(i){
	printf("%d\n", i);
	return 0;
}
//i没有写类型，可以是任意类型
int fun2(i){
	printf("%s\n", i);
	return 0;
}
//没有写参数，代表可以传任何类型的实参
int fun3(){ 
	printf("fun33333333333333333\n");
	return 0;
}

//C语言，如果函数没有参数，建议写void，代表没有参数
int fun4(void){
	printf("fun4444444444444\n");
	return 0;
}

g(){
	return 10;
}

int main(){

	fun1(10);
	fun2("abc");
	fun3(1, 2, "abc");
	printf("g = %d\n", g());

	return 0;
}

以上c代码c编译器编译可通过，c++编译器无法编译通过。

在C语言中，int fun() 表示返回值为int，接受任意参数的函数，int fun(void) 表示返回值为int的无参函数。
在C++ 中，int fun() 和int fun(void) 具有相同的意义，都表示返回值为int的无参函数。

5. 更严格的类型转换

在C++，不同类型的变量一般是不能直接赋值的，需要相应的强转。
但是在C语言中有些却可以直接赋值，比如：

typedef enum COLOR{ GREEN, RED, YELLOW } color;
int main()
{
	color mycolor = GREEN;
	mycolor = 10;
	printf("mycolor:%d\n", mycolor);
	char* p = malloc(10);
	return 0;
}

在C++中会报错。

6. struct类型

• c中定义结构体变量需要加上struct关键字，c++不需要。
• c中的结构体只能定义成员变量，不能定义成员函数。c++即可以定义成员变量，也可以定义成员函数。

#include <iostream>
using namespace std;
struct student {
	int x = 10;
	void fun()
	{
		cout << "hello" << endl;
	}
};

int main()
{
	student s;
	cout << "student.s = " << s.x << endl;
	s.fun();
	return 0;
}

运行结果如下：

7. bool类型

标准c++的bool类型有两种内建的常量true(转换为整数1)和false(转换为整数0)表示状态。这三个名字都是关键字。

• bool类型只有两个值，true(1值)，false(0值)
• bool类型占1个字节大小
• 给bool类型赋值时，非0值会自动转换为true(1),0值会自动转换false(0)

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	cout << sizeof(false) << endl; //为1，//bool类型占一个字节大小
	bool flag = true; // c语言中没有这种类型
	cout << flag << endl;
	flag = 100; //给bool类型赋值时，非0值会自动转换为true(1),0值会自动转换false(0)
	cout << flag << endl;
	return 0;
}

运行结果如下：

• c语言中的bool类型
  c语言中也有bool类型，在c99标准之前是没有bool关键字，c99标准已经有bool类型，包含头文件stdbool.h,就可以使用和c++一样的bool类型。

8. 三目运算符的增强

• c语言三目运算表达式返回值为数据值，为右值，不能赋值。
• c++语言三目运算表达式返回值为变量本身(引用)，为左值，可以赋值。

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	printf("ret:%d\n", a > b ? a : b);
	//思考一个问题，(a > b ? a : b) 三目运算表达式返回的是什么？

	cout << "b:" << b << endl;
	//返回的是左值，变量的引用
	(a > b ? a : b) = 100;//返回的是左值，变量的引用
	cout << "b:" << b << endl;
	return 0;
}

运行结果如下：

• 左值和右值概念
  在c++中可以放在赋值操作符左边的是左值，可以放到赋值操作符右面的是右值。
  有些变量即可以当左值，也可以当右值。
  左值为Lvalue，L代表Location，表示内存可以寻址，可以赋值。
  右值为Rvalue，R代表Read,就是可以知道它的值。
  比如:int temp = 10; temp在内存中有地址，10没有，但是可以Read到它的值。

9. C/C++中的const

• C语言中的const
  常量的引进是在c++早期版本中，当时标准C规范正在制定。那时，尽管C委员会决定在C中引入const,但是，他们c中的const理解为”一个不能改变的普通变量”，也就是认为const应该是一个只读变量，既然是变量那么就会给const分配内存，并且在c中const是一个全局只读变量，c语言中const修饰的只读变量是外部连接的。
  如果这么写:

const int arrSize = 10;
int arr[arrSize];

看似是一件合理的编码，但是这将得出一个错误。 因为arrSize占用某块内存，所以C编译器不知道它在编译时的值是多少？

• C++中的const
  在c++中，一个const不必创建内存空间，而在c中，一个const总是需要一块内存空间。在c++中，是否为const常量分配内存空间依赖于如何使用。一般说来，如果一个const仅仅用来把一个名字用一个值代替(就像使用#define一样)，那么该存储局空间就不必创建。
  如果存储空间没有分配内存的话，在进行完数据类型检查后，为了代码更加有效，值也许会折叠到代码中。
  不过，取一个const地址, 或者把它定义为extern,则会为该const创建内存空间。
  在c++中，出现在所有函数之外的const作用于整个文件(也就是说它在该文件外不可见)，默认为内部连接，c++中其他的标识符一般默认为外部连接。
• C/C++中const异同总结

1. c语言全局const会被存储到只读数据段。c++中全局const当声明extern或者对变量取地址时，编译器会分配存储地址，变量存储在只读数据段。两个都受到了只读数据段的保护，不可修改。
2. c语言中局部const存储在堆栈区，只是不能通过变量直接修改const只读变量的值，但是可以跳过编译器的检查，通过指针间接修改const值。

const int constA = 10;
int* p = (int*)&constA;
*p = 300;
printf("constA:%d\n",constA);
printf("*p:%d\n", *p);

运行结果如下：

• c++中对于局部的const变量要区别对待：

1. 对于基础数据类型，也就是const int a = 10这种，编译器会把它放到符号表中，不分配内存，当对其取地址时，会分配内存。
2. 对于基础数据类型，如果用一个变量初始化const变量，如果const int a = b,那么也是会给a分配内存.
3. 对于自定数据类型，比如类对象，那么也会分配内存。

• c中const默认为外部连接，c++中const默认为内部连接.当c语言两个文件中都有const int a的时候，编译器会报重定义的错误。而在c++中，则不会，因为c++中的const默认是内部连接的。如果想让c++中的const具有外部连接，必须显示声明为: extern const int a = 10;

const由c++采用，并加进标准c中，尽管他们很不一样。在c中，编译器对待const如同对待变量一样，只不过带有一个特殊的标记，意思是”你不能改变我”。在c++中定义const时，编译器为它创建空间，所以如果在两个不同文件定义多个同名的const，链接器将发生链接错误。简而言之,const在c++中用的更好。

• const和#define区别总结:
  1．const有类型，可进行编译器类型安全检查。#define无类型，不可进行类型检查.
  2．const有作用域，而#define不重视作用域，默认定义处到文件结尾.如果定义在指定作用域下有效的常量，那么#define就不能用。

10. 引用

引用是c++对c的重要扩充。在c/c++中指针的作用基本都是一样的，但是c++增加了另外一种给函数传递地址的途径，这就是按引用传递(pass-by-reference)，它也存在于其他一些编程语言中，并不是c++的发明。

1. 变量名实质上是一段连续内存空间的别名，是一个标号(门牌号)
2. 程序中通过变量来申请并命名内存空间
3. 通过变量的名字可以使用存储空间

• c++中新增了引用的概念，引用可以作为一个已定义变量的别名。
• 基本语法

Type& ref = val;

* 注意事项：

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. 必须在声明引用变量时进行初始化。
4. 引用初始化之后不能改变。
5. 不能有NULL引用。必须确保引用是和一块合法的存储单元关联。
6. 可以建立对数组的引用。

#include <iostream>
using namespace std;
void test01() {
	int a = 10;
	//给变量a取一个别名b
	int& b = a;
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "b:" << b << endl;
	cout << "------------" << endl;
	//操作b就相当于操作a本身
	b = 100;
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "b:" << b << endl;
	cout << "------------" << endl;
	//一个变量可以有n个别名
	int& c = a;
	c = 200;
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "b:" << b << endl;
	cout << "c:" << c << endl;
	cout << "------------" << endl;
	//a,b,c的地址都是相同的
	cout << "a:" << &a << endl;
	cout << "b:" << &b << endl;
	cout << "c:" << &c << endl;
}
//2. 使用引用注意事项
void test02() {
	//1) 引用必须初始化
	//int& ref; //报错:必须初始化引用
	//2) 引用一旦初始化，不能改变引用
	int a = 10;
	int b = 20;
	int& ref = a;
	ref = b; //不能改变引用(指向的变量地址)
	//3) 不能对数组建立引用
	int arr[10];
	//int& ref3[10] = arr;
}

//建立数组引用
void test03()
{
	//1. 建立数组引用方法一
	typedef int ArrRef[10];
	int arr[10];
	ArrRef& aRef = arr;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		aRef[i] = i + 1;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	//2. 建立数组引用方法二
	int(&f)[10] = arr;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		f[i] = i + 10;
	}
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}
int main()
{
	test01();
	test02();
	test03();
	return 0;
}

运行结果如下：

• 函数中的引用：
  最常见看见引用的地方是在函数参数和返回值中。当引用被用作函数参数的时，在函数内对任何引用的修改，将对还函数外的参数产生改变。当然，可以通过传递一个指针来做相同的事情，但引用具有更清晰的语法。
  如果从函数中返回一个引用，必须像从函数中返回一个指针一样对待。当函数返回值时，引用关联的内存一定要存在。

#include <iostream>
using namespace std;
//值传递
void ValueSwap(int m, int n) {
	int temp = m;
	m = n;
	n = temp;
}
//地址传递
void PointerSwap(int* m, int* n) {
	int temp = *m;
	*m = *n;
	*n = temp;
}
//引用传递
void ReferenceSwap(int& m, int& n) {
	int temp = m;
	m = n;
	n = temp;
}

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	//值传递
	ValueSwap(a, b);
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;
	//地址传递
	PointerSwap(&a, &b);
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;
	//引用传递
	ReferenceSwap(a, b);
	cout << "a:" << a << " b:" << b << endl;
	return 0;
}

运行结果如下：

通过引用参数产生的效果同按地址传递是一样的。引用的语法更清楚简单：

1. 函数调用时传递的实参不必加“&”符
2. 在被调函数中不必在参数前加“*”符

引用作为其它变量的别名而存在，因此在一些场合可以代替指针。C++主张用引用传递取代地址传递的方式，因为引用语法容易且不易出错。

#include <iostream>
using namespace std;
//返回局部变量引用
int& TestFun01() {
	int a = 10; //局部变量
	return a;
}
//返回静态变量引用
int& TestFunc02() {
	static int a = 20;
	cout << "static int a : " << a << endl;
	return a;
}
int main() {
	//不能返回局部变量的引用
	int& ret01 = TestFun01();
	//如果函数做左值，那么必须返回引用
	TestFunc02();
	TestFunc02() = 100;
	TestFunc02();
	return 0;
}

1. 不能返回局部变量的引用。
2. 函数当左值，必须返回引用。

• 引用的本质
  引用的本质在c++内部实现是一个指针常量.

Type& ref = val; // Type* const ref = &val;

c++编译器在编译过程中使用常指针作为引用的内部实现，因此引用所占用的空间大小与指针相同，只是这个过程是编译器内部实现，用户不可见。

//发现是引用，转换为 int* const ref = &a;
void testFunc(int& ref){
	ref = 100; // ref是引用，转换为*ref = 100
}
int main(){
	int a = 10;
	int& aRef = a; //自动转换为 int* const aRef = &a;这也能说明引用为什么必须初始化
	aRef = 20; //内部发现aRef是引用，自动帮我们转换为: *aRef = 20;
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "aRef:" << aRef << endl;
	testFunc(a);
	return 0;
}

• 指针引用
  在c语言中如果想改变一个指针的指向而不是它所指向的内容，函数声明可能这样:

void fun(int**);

给指针变量取一个别名。

#include <iostream>
using namespace std;
struct Teacher {
	int mAge;
};
//指针间接修改teacher的年龄
void AllocateAndInitByPointer(Teacher** teacher) {
	*teacher = (Teacher*)malloc(sizeof(Teacher));
	(*teacher)->mAge = 200;
}
//引用修改teacher年龄
void AllocateAndInitByReference(Teacher*& teacher) {
	teacher->mAge = 300;
}

int main()
{
	//创建Teacher
	Teacher* teacher = NULL;
	//指针间接赋值
	AllocateAndInitByPointer(&teacher);
	cout << "AllocateAndInitByPointer:" << teacher->mAge << endl;
	//引用赋值,将teacher本身传到ChangeAgeByReference函数中
	AllocateAndInitByReference(teacher);
	cout << "AllocateAndInitByReference:" << teacher->mAge << endl;
	free(teacher);
	return 0;
}

运行结果如下：

对于c++中的定义那个，语法清晰多了。函数参数变成指针的引用，用不着取得指针的地址。

• 常量引用
  常量引用的定义格式:

const Type& ref = val;

常量引用注意：

• 字面量不能赋给引用，但是可以赋给const引用
• const修饰的引用，不能修改。

void test01(){
	int a = 100;
	const int& aRef = a; //此时aRef就是a
	//aRef = 200; 不能通过aRef的值
	a = 100; //OK
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "aRef:" << aRef << endl;
}
void test02(){
	//不能把一个字面量赋给引用
	//int& ref = 100;
	//但是可以把一个字面量赋给常引用
	const int& ref = 100; //int temp = 200; const int& ret = temp;
}

• const引用使用场景
  常量引用主要用在函数的形参，尤其是类的拷贝/复制构造函数。
  将函数的形参定义为常量引用的好处:
• 引用不产生新的变量，减少形参与实参传递时的开销。
• 由于引用可能导致实参随形参改变而改变，将其定义为常量引用可以消除这种副作用。
  如果希望实参随着形参的改变而改变，那么使用一般的引用，如果不希望实参随着形参改变，那么使用常引用。