本文内容取自于对狄泰学院 唐佐林老师 C++深度解析 课程的学习总结
引用的意义
- 引用作为变量别名而存在，因此在一些场合可以代替指针
- 引用相对于指针来说具有更好的可读性和实用性
特殊的引用
- const引用
-
在C++ 中可以声明const引用
-
const Type& name = var;
-
const引用让变量拥有只读属性
int a = 4; const int& b = a; int* p = (int *)&b; b = 5; //Error，只读变量 *p = 5; //Ok，修改变量a的值 -
当使用变量对const引用进行初始化时，C++编译器会为常量值分配空间，并将引用名作为这段空间的别名
const int& b = 1; //Ok int *p = (int *)&b; b = 5; //Error，只读变量 *p = 5; //Ok，修改变量a的值
-
结论：
使用常量对const引用初始化后将生成一个只读变量！！！
实例分析
引用的特殊意义
#include <stdio.h>
void Example()
{
printf("Example:\n");
int a = 4;
const int& b = a;
int* p = (int*)&b;
//b = 5;
*p = 5;
printf("a = %d\n", a);
printf("b = %d\n", b);
}
void Demo()
{
printf("Demo:\n");
const int& c = 1;
int* p = (int*)&c;
//c = 5;
*p = 5;
printf("c = %d\n", c);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
Example();
printf("\n");
Demo();
return 0;
}
执行结果
思考
编程实验
引用的思考
#include <stdio.h>
struct TRef
{
char& r;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
char c = 'c';
char& rc = c;
TRef ref = { c };
printf("sizeof(char&) = %d\n", sizeof(char&));
printf("sizeof(rc) = %d\n", sizeof(rc));
printf("sizeof(TRef) = %d\n", sizeof(TRef));
printf("sizeof(ref.r) = %d\n", sizeof(ref.r));
return 0;
}
执行结果
引用的本质
- 引用在C++中的内部实现是一个指针常量
注意：
- C++编译器在编译过程中用指针常量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
- 从使用的角度，引用只是一个别名，C++为了实用性而隐藏了引用的存储空间这一细节
编程实验
引用的存储空间
#include <stdio.h>
struct TRef
{
char* before;
char& ref;
char* after;
};
int main(int argc, char* argv[])
{
char a = 'a';
char& b = a;
char c = 'c';
TRef r = {&a, b, &c};
printf("sizeof(r) = %d\n", sizeof(r));
printf("sizeof(r.before) = %d\n", sizeof(r.before));
printf("sizeof(r.after) = %d\n", sizeof(r.after));
printf("&r.before = %p\n", &r.before);
printf("&r.after = %p\n", &r.after);
return 0;
}
执行结果
根据实验结果可以看出，引用占用8个字节，当前linux系统为64位系统，所以引用的大小为一个指针的大小长度
到windows下visual studio中查看引用的汇编代码
vs中C++代码
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int a = 1;
int& b = a;
printf("a = %d\n", a);
printf("b = %d\n", b);
return 0;
}
对应的汇编代码
引用的意义
- C++中的引用旨在大多数的情况下代替指针
- 功能性：可以满足多数需要使用指针 的场合
- 安全性：可以避开由于指针操作不当而带来的内存错误
- 操作性：简单易用，又不失功能强大
实例分析
函数返回引用
#include <stdio.h>
int& demo()
{
int d = 0;
printf("demo: d = %d\n", d);
return d;
}
int& func()
{
static int s = 0;
printf("func: s = %d\n", s);
return s;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
int& rd = demo();
int& rs = func();
printf("\n");
printf("main: rd = %d\n", rd);
printf("main: rs = %d\n", rs);
printf("\n");
rd = 10;
rs = 11;
demo();
func();
printf("\n");
printf("main: rd = %d\n", rd);
printf("main: rs = %d\n", rs);
printf("\n");
return 0;
}
执行结果
编译时，第5行报错，变量d为局部变量空间分配在栈上，不能作为引用返回。
当给rd赋值时发生断错误，说明demo函数返回的引用地址不可访问。
小结
- 引用作为变量别名而存在旨在代替指针
- const引用可以使得变量具有只读属性
- 引用在编译器内部使用指针常量实现
- 引用的最终本质为指针
- 引用可以尽可能的避开内存错误
