C++引用的概念以及基本使用
引言
引用是C++的新增内容，在实际开发中会经常使用；C++用的引用就如同C语言的指针一样重要，但它比指针更加方便和易用。
我们知道，参数的传递本质上是一次赋值的过程，即将一块内存上的数据复制到另一块内存上。
对于像 char、bool、int、float 等基本类型的数据，它们占用的内存往往只有几个字节，对它们进行内存拷贝非常快速。而数组、结构体、对象是一系列数据的集合，数据的数量没有限制，可能很少，也可能成千上万，对它们进行频繁的内存拷贝可能会消耗很多时间，拖慢程序的执行效率。
C/C++ 禁止在函数调用时直接传递数组的内容，而是强制传递数组指针。而对于结构体和对象没有这种限制，调用函数时既可以传递指针，也可以直接传递内容；为了提高效率，建议传递指针。
但是在 C++ 中，我们有了一种比指针更加便捷的传递聚合类型数据的方式，那就是引用（Reference）。
一，引用的概念
引用（Reference）是 C++ 相对于C语言的又一个扩充。引用可以看做是数据的一个别名，通过这个别名和原来的名字都能够找到这份数据。引用类似于 Windows 中的快捷方式，一个可执行程序可以有多个快捷方式，通过这些快捷方式和可执行程序本身都能够运行程序；引用还类似于人的绰号（笔名），使用绰号（笔名）和本名都能表示一个人。
引用的定义方式类似于指针，只是用&取代了*，语法格式为：
type &name = data;
type 是被引用的数据的类型，name 是引用的名称，data 是被引用的数据。引用必须在定义的同时初始化，并且以后也要从一而终，不能再引用其它数据，这有点类似于常量（const 变量）。
下面是一个演示引用的实例：
int main() { int a = 11; int& b = a;//&引用定义 cout << "a的值：" << a << "\n" << "b的值：" << b << endl; cout << "a的地址：" << &a << "\n" << "b的地址：" << &b << endl;//&取地址符 }
可以看的，变量b就是变量a的引用，二者指向同一个地址，也可以说变量b是变量a的另一个名字。
需要注意的是：
- 引用在定义时需要添加
&，在使用时不能添加&，使用时添加&表示取地址。 - 对变量b进行修改时，变量a的值也会改变。
二，引用作为函数参数（将形参和实参绑定）
引用作为函数参数时有两种原因：
- 在函数内部会对此参数进行修改
- 提高函数调用和运行效率
关于第一点：
都知道C++里提到函数就会提到形参和实参。函数的参数实质就是形参，不过这个形参的作用域只是在函数体内部，也就是说实参和形参是两个不同的东西，要想形参代替实参，肯定有一个值的传递。函数调用时，值的传递机制是通过“形参=实参”来对形参赋值达到传值目的，产生了一个实参的副本。即使函数内部有对参数的修改，也只是针对形参，也就是那个副本，实参不会有任何更改。函数一旦结束，形参生命也宣告终结，做出的修改一样没对任何变量产生影响。
例如：（对两个变量进行交换处理。此处函数的形参为p1, p2，没有引用）
void swap(int p1,int p2) { int temp; temp = p1; p1 = p2; p2 = temp; } int main() { int a, b; cin >> a >> b; //输入a,b两变量的值 swap(a, b);//直接以变量a和b作为实参调用swap函数 cout << a << b << endl;//输出结果 }
你会发现输出的a和b还是你输入的值，没有交换。
修改为：（对两个变量进行交换处理。此处函数的形参为p1, p2都是引用）
void swap(int &p1,int &p2) { int temp; temp = p1; p1 = p2; p2 = temp; } int main() { int a, b; cin >> a >> b; //输入a,b两变量的值 swap(a, b);//直接以变量a和b作为实参调用swap函数 cout << a << b << endl;//输出结果 }
再次执行，就会发现值交换了。
原理就在于采用&p1和&p2时，p1和p2是实参的别名而已，像一个指针指向实参。改变p1和p2就是改变实参的值。
关于第二点：
可以结合第一点分析，p1和p2是实参的引用，不用经过值的传递机制，已经有了实参值的信息。所以没有了传值和生成副本的时间和空间消耗。当程序对效率要求比较高时，这是非常必要的.
拓展：
前面演示了直接转递参数，和引用传参。我们还可以用传递指针来实现。
void swap(int *p1,int *p2) { int temp; temp = *p1; *p1 = *p2; *p2 = temp; } int main() { int a, b; cin >> a >> b; //输入a,b两变量的值 swap(&a, &b);//直接以地址作为实参调用swap函数 cout << a << b << endl;//输出结果 }
三，引用作为函数返回值
引用除了可以作为函数形参，还可以作为函数返回值。
说明：
（1）以引用返回函数值，定义函数时需要在函数名前加&
（2）用引用返回一个函数值的最大好处是，在内存中不产生被返回值的副本。
当函数返回一个引用时，则返回一个指向返回值的隐式指针。这样，函数就可以放在赋值语句的左边。
int function1(int& aa)//以返回值的方法返回函数值 { return aa; } int& function2(int& aa)//以引用方式返回函数值 { return aa; } int main() { int a = 10; //第一种情况，系统生成要返回值的副本（即临时变量） int b = function1(a);//function1()的返回值先储存在一个临时变量中， //然后再把临时变量赋值给b //第二种情况，报错 // function1(a) = 20;// function1()的返回值为临时变量，不能赋值（即不能为左值） //第三种情况，系统不会生成返回值的副本 function2(a) = 20;//OK 此时a的值变成了20 }
说明：若函数的返回值为引用(&)，则编译器就不为返回值创建临时变量了。直接返回那个变量的引用。所以千万不要返回临时变量的引用，如下：
int & function() { int b = 10; return b;//不OK 等函数返回后，b就消失了，引用了一个消失的东西 //程序会懵逼的。指针也一样。 } int main() { int a; a = function();//function()返回的东西已经消失了，引用也就不存在了 }
