11、C++中&的功能 及 用法
参考资料：
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C++ 中的&：“&引用” 和“&取地址符”的区别和作用_&在c加加中的别名和地址区别_非长道的博客-CSDN博客
对于习惯使用C进行开发的朋友们，在看到c++中出现的&符号，可能会犯迷糊，因为在C语言中这个符号表示了取地址符，但是在C++中它却有着不同的用途，掌握C++的&符号，是提高代码执行效率和增强代码质量的一个很好的办法。在 c++学习提高篇(3)---隐式指针的文章中我详细介绍了在隐式指针&的用法，其实这两个概念是统一的。
引用是C++引入的新语言特性，是C++常用的一个重要内容之一，正确、灵活地使用引用，可以使程序简洁、高效。
“&”作为逻辑运算符以及作为位运算符的功能。
常被用作下面的功能：
1、取址
int *p = &a;
这行代码的意思是将变量a的地址赋值给指针变量p
在这个语句执行后，p指向了a的地址，也就是说p里面存储的是变量a的地址。我们可以通过p指针来访问a的值：“*p”
2，引用
int &b = a;
此时b就是a的引用，或者称之为别名。如果修改b的值，那么a的值也会相应地发生改变。如b=1,那么a也就会跟着等于1。这种方式在函数传参的时候很常见，如果想函数执行完改变原参数的值，就应该在传参的时候，传入原来的实参的引用。
3，常引用
-
const int &b = a;
-
b = 1;//错误
-
a = 1;//正确
这种做法还有一些其它的应用，以后阐述。
4，作为函数的返回
以引用返回函数值，定义函数时需要在函数名前加&，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。
在上述代码中，函数max返回了一个int类型的值，如果我们想要在另一个函数中使用max函数的返回值，可以将它存储在一个变量中，例如：
在上述代码中，max_value存储了max函数的返回值。但是，这样做会产生一个被返回值的副本，因为max函数返回的是一个新的int类型的值，需要将这个值复制到max_value中。如果我们使用引用返回函数值，可以避免产生副本，例如：
在上述代码中，函数max返回了一个int类型的引用，这个引用指向a和b中较大的那个数。如果我们想要在另一个函数中使用max函数的返回值，可以将它存储在一个引用变量中，例如：
在上述代码中，max_value是一个引用变量，它指向a和b中较大的那个数。这样做不会产生被返回值的副本，因为返回的是原始数据的引用，而不是复制一份数据到另外一个地方。
一、引用简介
引用就是某一变量（目标）的一个别名，对引用的操作与对变量直接操作完全一样。
引用的声明方法：类型标识符 &引用名=目标变量名；
【例1】：int a; int &ra=a; //定义引用ra,它是变量a的引用，即别名
说明：
（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）声明引用时，必须同时对其进行初始化。
（4）引用声明完毕后，相当于目标变量名有两个名称，即该目标原名称和引用名，且不能再把该引用名作为其他变量名的别名。
（5）声明一个引用，不是新定义了一个变量，它只表示该引用名是目标变量名的一个别名，它本身不是一种数据类型，因此引用本身不占存储单元，系统也不给引用分配存储单元。故：对引用求地址，就是对目标变量求地址。&ra与&a相等。
（6）不能建立数组的引用。因为数组是一个由若干个元素所组成的集合，所以无法建立一个数组的别名。
二、引用应用
1、引用作为参数
引用的一个重要作用就是作为函数的参数。以前的C语言中函数参数传递是值传递，如果有大块数据作为参数传递的时候，采用的方案往往是指针，因为 这样可以避免将整块数据全部压栈，可以提高程序的效率。但是现在（C++中）又增加了一种同样有效率的选择（在某些特殊情况下又是必须的选择），就是引 用。
【例2】：
void swap(int &p1, int &p2) //此处函数的形参p1, p2都是引用 { int p; p=p1; p1=p2; p2=p; }
在程序中调用该函数，则相应的主调函数的调用点处，直接以变量作为实参进行调用即可，而不需要实参变量有任何的特殊要求。如：对应上面定义的swap函数，相应的主调函数可写为：
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; //输出结果 }
上述程序运行时，如果输入数据10 20并回车后，则输出结果为20 10。
由【例2】可看出：
（1）传递引用给函数与传递指针的效果是一样的。这时，被调函数的形参就成为原来主调函数中的实参变量或对象的一个别名来使用，所以在被调函数中对形参变量的操作就是对其相应的目标对象（在主调函数中）的操作。
（2）使用引用传递函数的参数，在内存中并没有产生实参的副本，它是直接对实参操作；而使用一般变量传递函数的参数，当发生函数调用时，需要给 形参分配存储单元，形参变量是实参变量的副本；如果传递的是对象，还将调用拷贝构造函数。因此，当参数传递的数据较大时，用引用比用一般变量传递参数的效 率和所占空间都好。
（3）使用指针作为函数的参数虽然也能达到与使用引用的效果，但是，在被调函数中同样要给形参分配存储单元，且需要重复使用"*指针变量名"的 形式进行运算，这很容易产生错误且程序的阅读性较差；另一方面，在主调函数的调用点处，必须用变量的地址作为实参。而引用更容易使用，更清晰。
如果既要利用引用提高程序的效率，又要保护传递给函数的数据不在函数中被改变，就应使用常引用。
2、常引用
常引用声明方式：const 类型标识符 &引用名=目标变量名；
用这种方式声明的引用，不能通过引用对目标变量的值进行修改,从而使引用的目标成为const，达到了引用的安全性。
【例3】：
int a ; const int &ra=a; ra=1; //错误 a=1; //正确
这不光是让代码更健壮，也有些其它方面的需要。
【例4】：假设有如下函数声明：
string foo( ); void bar(string & s); 那么下面的表达式将是非法的： bar(foo( )); bar("hello world");
原因在于foo( )和"hello world"串都会产生一个临时对象，而在C++中，这些临时对象都是const类型的。因此上面的表达式就是试图将一个const类型的对象转换为非const类型，这是非法的。
引用型参数应该在能被定义为const的情况下，尽量定义为const 。
3、引用作为返回值
要以引用返回函数值，则函数定义时要按以下格式：
类型标识符 &函数名（形参列表及类型说明）
{函数体}
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。
【例5】以下程序中定义了一个普通的函数fn1（它用返回值的方法返回函数值），另外一个函数fn2，它以引用的方法返回函数值。
#include <iostream.h> float temp; //定义全局变量temp float fn1(float r); //声明函数fn1 float &fn2(float r); //声明函数fn2 float fn1(float r) //定义函数fn1，它以返回值的方法返回函数值 { temp=(float)(r*r*3.14); return temp; } float &fn2(float r) //定义函数fn2，它以引用方式返回函数值 { temp=(float)(r*r*3.14); return temp; } void main(){ float a=fn1(10.0); //第1种情况，系统生成要返回值的副本（即临时变量） float &b=fn1(10.0); //第2种情况，可能会出错（不同 C++系统有不同规定） //不能从被调函数中返回一个临时变量或局部变量的引用 float c=fn2(10.0); //第3种情况，系统不生成返回值的副本 //可以从被调函数中返回一个全局变量的引用 float &d=fn2(10.0); //第4种情况，系统不生成返回值的副本 //可以从被调函数中返回一个全局变量的引用 cout<<a<<c<<d; }
引用作为返回值，必须遵守以下规则：
（1）不能返回局部变量的引用。这条可以参照Effective C++[1]的Item 31。主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了"无所指"的引用，程序会进入未知状态。
（2）不能返回函数内部new分配的内存的引用。这条可以参照Effective C++[1]的Item 31。虽然不存在局部变量的被动销毁问题，可对于这种情况（返回函数内部new分配内存的引用），又面临其它尴尬局面。例如，被函数返回的引用只是作为一 个临时变量出现，而没有被赋予一个实际的变量，那么这个引用所指向的空间（由new分配）就无法释放，造成memory leak。
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