關於引用兩篇之一 C++

引用是C++引入的新語言特性，是C++常用的一個重要內容之一，正確、靈活地使用引用，可以使程式簡潔、高效。我在工作中發現，許多人使用它僅僅是想當然，在某些微妙的場合，很容易出錯，究其原由，大多因為沒有搞清本源。故在本篇中我將對引用進行詳細討論，希望對大家更好地理解和使用引用起到拋磚引玉的作用。

　　引用簡介

　　引用就是某一變數（目標）的一個別名，對引用的操作與對變數直接操作完全一樣。

　　引用的聲明方法：類型標識符 &引用名=目標變數名；

　　【例1】：int a; int &ra=a; //定義引用ra,它是變數a的引用，即別名

　　說明：

　　（1）&在此不是求地址運算，而是起標識作用。

　　（2）類型標識符是指目標變數的類型。

　　（3）聲明引用時，必須同時對其進行初始化。

　　（4）引用聲明完畢後，相當於目標變數名有兩個名稱，即該目標原名稱和引用名，且不能再把該引用名作為其他變數名的別名。

　　 ra=1; 等價於 a=1;

　　（5）聲明一個引用，不是新定義了一個變數，它只表示該引用名是目標變數名的一個別名，它本身不是一種資料類型，因此引用本身不佔儲存單元，系統也不給引用分配儲存單元。故：對引用求地址，就是對目標變數求地址。&ra與&a相等。

　　（6）不能建立數組的引用。因為數組是一個由若干個元素所組成的集合，所以無法建立一個數組的別名。

　　引用應用

　　1、引用作為參數

　　引用的一個重要作用就是作為函數的參數。以前的C語言中函數參數傳遞是值傳遞，如果有大塊資料作為參數傳遞的時候，採用的方案往往是指標，因為這樣可以避免將整塊資料全部壓棧，可以提高程式的效率。但是現在（C++中）又增加了一種同樣有效率的選擇（在某些特殊情況下又是必須的選擇），就是引用。

　　【例2】：

void swap(int &p1, int &p2) //此處函數的形參p1, p2都是引用
{ int p; p=p1; p1=p2; p2=p; }

　　為在程式中調用該函數，則相應的主調函數的調用點處，直接以變數作為實參進行調用即可，而不需要實參變數有任何的特殊要求。如：對應上面定義的swap函數，相應的主調函數可寫為：

main( )
{
　int a,b;
　cin>>a>>b; //輸入a,b兩變數的值
　swap(a,b); //直接以變數a和b作為實參調用swap函數
　cout<<a<< ' ' <<b; //輸出結果
}

　　上述程式運行時，如果輸入資料10 20並斷行符號後，則輸出結果為20 10。

　　由【例2】可看出：

　　（1）傳遞引用給函數與傳遞指標的效果是一樣的。這時，被調函數的形參就成為原來主調函數中的實參變數或對象的一個別名來使用，所以在被調函數中對形參變數的操作就是對其相應的目標對象（在主調函數中）的操作。

　　（2）使用引用傳遞函數的參數，在記憶體中並沒有產生實參的副本，它是直接對實參操作；而使用一般變數傳遞函數的參數，當發生函數調用時，需要給形參分配儲存單元，形參變數是實參變數的副本；如果傳遞的是對象，還將調用拷貝建構函式。因此，當參數傳遞的資料較大時，用引用比用一般變數傳遞參數的效率和所佔空間都好。

　　（3）使用指標作為函數的參數雖然也能達到與使用引用的效果，但是，在被調函數中同樣要給形參分配儲存單元，且需要重複使用"*指標變數名"的形式進行運算，這很容易產生錯誤且程式的閱讀性較差；另一方面，在主調函數的調用點處，必須用變數的地址作為實參。而引用更容易使用，更清晰。

　　如果既要利用引用提高程式的效率，又要保護傳遞給函數的資料不在函數中被改變，就應使用常引用。

　　2、常引用

　　常引用聲明方式：const 類型標識符 &引用名=目標變數名；

　　用這種方式聲明的引用，不能通過引用對目標變數的值進行修改,從而使引用的目標成為const，達到了引用的安全性。

　　【例3】：

int a ;
const int &ra=a;
ra=1; //錯誤
a=1; //正確

　　這不光是讓代碼更健壯，也有些其它方面的需要。

　　【例4】：假設有如下函式宣告：

string foo( );
void bar(string & s);

　　那麼下面的運算式將是非法的：

bar(foo( ));
bar("hello world");

　　原因在於foo( )和"hello world"串都會產生一個臨時對象，而在C++中，這些臨時對象都是const類型的。因此上面的運算式就是試圖將一個const類型的對象轉換為非const類型，這是非法的。

　　引用型參數應該在能被定義為const的情況下，盡量定義為const 。

引用是C++引入的新語言特性，是C++常用的一個重要內容之一，正確、靈活地使用引用，可以使程式簡潔、高效。我在工作中發現，許多人使用它僅僅是想當然，在某些微妙的場合，很容易出錯，究其原由，大多因為沒有搞清本源。故在本篇中我將對引用進行詳細討論，希望對大家更好地理解和使用引用起到拋磚引玉的作用。

　　引用簡介

　　引用就是某一變數（目標）的一個別名，對引用的操作與對變數直接操作完全一樣。

　　引用的聲明方法：類型標識符 &引用名=目標變數名；

　　【例1】：int a; int &ra=a; //定義引用ra,它是變數a的引用，即別名

　　說明：

　　（1）&在此不是求地址運算，而是起標識作用。

　　（2）類型標識符是指目標變數的類型。

　　（3）聲明引用時，必須同時對其進行初始化。

　　（4）引用聲明完畢後，相當於目標變數名有兩個名稱，即該目標原名稱和引用名，且不能再把該引用名作為其他變數名的別名。

　　 ra=1; 等價於 a=1;

　　（5）聲明一個引用，不是新定義了一個變數，它只表示該引用名是目標變數名的一個別名，它本身不是一種資料類型，因此引用本身不佔儲存單元，系統也不給引用分配儲存單元。故：對引用求地址，就是對目標變數求地址。&ra與&a相等。

　　（6）不能建立數組的引用。因為數組是一個由若干個元素所組成的集合，所以無法建立一個數組的別名。

　　引用應用

　　1、引用作為參數

　　引用的一個重要作用就是作為函數的參數。以前的C語言中函數參數傳遞是值傳遞，如果有大塊資料作為參數傳遞的時候，採用的方案往往是指標，因為這樣可以避免將整塊資料全部壓棧，可以提高程式的效率。但是現在（C++中）又增加了一種同樣有效率的選擇（在某些特殊情況下又是必須的選擇），就是引用。

　　【例2】：

void swap(int &p1, int &p2) //此處函數的形參p1, p2都是引用
{ int p; p=p1; p1=p2; p2=p; }

　　為在程式中調用該函數，則相應的主調函數的調用點處，直接以變數作為實參進行調用即可，而不需要實參變數有任何的特殊要求。如：對應上面定義的swap函數，相應的主調函數可寫為：

main( )
{
　int a,b;
　cin>>a>>b; //輸入a,b兩變數的值
　swap(a,b); //直接以變數a和b作為實參調用swap函數
　cout<<a<< ' ' <<b; //輸出結果
}

　　上述程式運行時，如果輸入資料10 20並斷行符號後，則輸出結果為20 10。

　　由【例2】可看出：

　　（1）傳遞引用給函數與傳遞指標的效果是一樣的。這時，被調函數的形參就成為原來主調函數中的實參變數或對象的一個別名來使用，所以在被調函數中對形參變數的操作就是對其相應的目標對象（在主調函數中）的操作。

　　（2）使用引用傳遞函數的參數，在記憶體中並沒有產生實參的副本，它是直接對實參操作；而使用一般變數傳遞函數的參數，當發生函數調用時，需要給形參分配儲存單元，形參變數是實參變數的副本；如果傳遞的是對象，還將調用拷貝建構函式。因此，當參數傳遞的資料較大時，用引用比用一般變數傳遞參數的效率和所佔空間都好。

　　（3）使用指標作為函數的參數雖然也能達到與使用引用的效果，但是，在被調函數中同樣要給形參分配儲存單元，且需要重複使用"*指標變數名"的形式進行運算，這很容易產生錯誤且程式的閱讀性較差；另一方面，在主調函數的調用點處，必須用變數的地址作為實參。而引用更容易使用，更清晰。

　　如果既要利用引用提高程式的效率，又要保護傳遞給函數的資料不在函數中被改變，就應使用常引用。

　　2、常引用

　　常引用聲明方式：const 類型標識符 &引用名=目標變數名；

　　用這種方式聲明的引用，不能通過引用對目標變數的值進行修改,從而使引用的目標成為const，達到了引用的安全性。

　　【例3】：

int a ;
const int &ra=a;
ra=1; //錯誤
a=1; //正確

　　這不光是讓代碼更健壯，也有些其它方面的需要。

　　【例4】：假設有如下函式宣告：

string foo( );
void bar(string & s);

　　那麼下面的運算式將是非法的：

bar(foo( ));
bar("hello world");

　　原因在於foo( )和"hello world"串都會產生一個臨時對象，而在C++中，這些臨時對象都是const類型的。因此上面的運算式就是試圖將一個const類型的對象轉換為非const類型，這是非法的。

　　引用型參數應該在能被定義為const的情況下，盡量定義為const 。