C++中引用的本质分析
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
- swap函数的实现对比：
void swap(int* a, int* b)
{
int t = *a;
*a = *b;
*b = t;
}
void swap_yinyong(int& a,int& b)
{
int t = a;
a = b;
b = t;
}
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
printf("a = %d,b = %d\n",a,b);
swap(&a,&b);
printf("指针版本：a = %d, b = %d\n",a,b);
swap_yinyong(a,b);
printf("引用版本：a = %d, b = %d\n",a,b);
return 0;
}
特殊的引用：const引用
- 在C++中可以声明const引用
Const Type& name = val;
Const 引用让变量拥有只读属性
int main()
{
int a = 1;
const int& b = a;
int *p = (int*)&b;
//b = 5; 编译报错，显示不能对只读变量赋值
*p = 5; //要想改变只读变量，可以对他的指针进行操作
printf("a = %d\n",a);
return 0;
}
- 当使用常量对const引用进行初始化时，C++编译器会为常量分配空间并将引用名作为这段空间的别名
int main()
{
const int& b = 1;
int *p = (int*)&b;
*p = 5; //要想改变只读变量，可以对他的指针进行操作
printf("a = %d\n",b);
return 0;
}
使用常量对const引用初始化后将生成一个只读变量
引用在C++中的内部实现是一个指针常量
- 因此引用占用的内存空间与指针相同(一般是四个字节)
- 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
struct Tref
{
char& c;
};
int main()
{
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(ref.c)%d\n",sizeof(ref.c));
printf("sizeof(Tref)%d\n",sizeof(Tref));
return 0;
}
struct Tref
{
char* before;
char& ref;
char* after;
};
int main()
{
char a = 'a';
char b = 'b';
char c = 'c';
Tref r = {&a,b,&c};
printf("sizeof(r)%d\n",sizeof(r));
printf("sizeof(Tref.before)%d\n",sizeof(r.before));
printf("sizeof(Tref.after)%d\n",sizeof(r.after));
printf("&r.before=%p\n",&r.before);
printf("&r.after= %p\n",&r.after);
return 0;
}
引用的意义
- C++中的引用大多数情况下能够代替指针
- 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
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
- 引用的最终本质为为指针
- 引用可以尽可能的避开内存错误
