详解C++引用

• 前言
• 对普通变量的引用
• • 总结引用&使用规则
• const的引用
• 对指针的引用
• 总结auto：
• auto在编程时真正的用途
• • 1.代替冗长复杂的变量声明
  • 2.定义模板参数时，用于声明依赖模板参数的变量
  • 3.模板函数依赖于模板参数的返回值

现在我想做下面这样的运算：

int i = 2;
int* &rp = &i;

结果是VS2013编译器报错，显示：无法从“int *”转换为“int *&”。
然后我定义一个指针p，指向i：int *p = &i;
结果是int * &rp = p;并不报错。

为什么会这样呢，按理说p和&i都是int*，为什么一个可以，一个不可以呢？答案就是&i是一个表达式的结果，且不是一个左值，这对引用而言非常重要。

下面我将详细介绍引用(&)的用法,相信看完之后会对你有很大的帮助。

前言

所谓引用，就是给对象起另外一个名字。通常将引用的声明写成&d的形式来定义引用类型，其中d是声明的变量名。如int i = 20;int &d =i;就是定义i的引用，声明的变量名为d。

对普通变量的引用

int ival = 1024;
int &refVal = ival;//refVal和ival绑定，是ival的另一个名字
//int &refVal2;//错误，引用必须被初始化

int &refVal3 = refVal;//可以多重绑定

上述中，ival、refVal和refVal3完全等价。可以用其任意一个给另外的整型变量赋值；给3个中的任意一个赋值，3个值都改变。说白了，这3个对应的是一块内存。

除此之外，定义引用可以在一条语句中：

int i = 1024,i2 = 2048;//i和i2都是int
int &r = i, r2 = i2;//r为引用，和i绑定；r2是int型

现在请判断如下定义是否合法：

int &refVal4 = 10;
double dval = 3.14;
int &refVal5 = dval;

第一个错误，因为引用的初始值必须是一个对象
第二个是正常定义，第三个错误，因为此处引用的类型的初始值必须是int型对象。

总结引用&使用规则

好了，到了这里，我们可以总结一下使用引用的一些限制：

1. 引用必须初始化;
2. 所有引用的类型都要和与之绑定的对象一致;
3. 引用只能绑定在对象上，不能与字面值或某个表达式的计算结果绑定在一起。

const的引用

在上一小结中，我们总结使用应用必须注意的3点。其实，对于第3点，有两个例外：

• 例外1：const int & r = 56；//正确，初始化常量引用时允许使用任意表达式作为初值，只要表达式的结果能转换成引用的类型
• 例外2：可以将基类的引用绑定到派生类对象上。

对于例外2，这里暂不做讨论。关键是要理解例外1，这里用到了const，必须要注意“表达式的结果能转换成引用的类型”要求，如果转换不成引用的类型，是不能使用的。如，

double dval = 3.14;
const int &refVal5 = dval;

dval可以转换为int型，所以上述引用合法。

关于const的引用，可以参考我之前的文章详解const引用和常量指针、指向常量的指针，里面有一小节有详细介绍。

对指针的引用

直接看下面的例子：

int i = 1;
int *p = &i;//正确：&i为int*类型，p也为int *类型

int* &rp = p;//正确：rp与要绑定的p的类型严格匹配
int* &rp2 = &i;//错误：不满足引用限制的第3条。&i不是一个左值

要想让最后一个定义为正确，可以利用第3条限制的例外1。&i是一个非常量地址，它能转换为常量指针，所以如下定义的引用是正确的。

int* const  &rp3 = &i;

再看下面的例子：

const int ci = 10;
const int *pc = &ci;// 正确：对常量取地址，总是看成底层const，即指向常量的指针

const int* &rpc = pc;//正确，rpc与要绑定的pc的类型严格匹配

要想引用&ci，由于它为表达式的结果，所以需要使用引用第3条限制的例外1。由于&ci本身就为底层的const指针，加上指针要转化为常量指针，所以要像引用ci，必须用指向常量的常量指针：

const int* const &rpc3 = &ci;

总结auto：

使用引用时，其实很简单，把握住引用的几条规则即可

1. 引用必须初始化;
2. 所有引用的类型都要和与之绑定的对象一致;
3. 引用只能绑定在对象上，不能与字面值或某个表达式的计算结果绑定在一起;
4. 对于第3条，若就是像绑定字面值或表达式的计算结果，必须借用const。
   除此之外，还需明白：
   对常量对象取地址是一种底层const，即不是对指针(也就是指向)的常量，而是对指针指向内存中的值是常量，一句话就是指向常量的指针。

auto在编程时真正的用途

上面我们详细介绍了auto的使用规则，但它仅仅是使用规则而已，在实际编程中我们在明确变量类型情况下，还是使用明确的类型。Auto真正在编程时的实际应用如下：
内容参考至：https://www.cnblogs.com/QG-whz/p/4951177.html

1.代替冗长复杂的变量声明

我们在使用迭代器时常常会这样操作：

list<int> l1;
l1.push_back(1);
l1.push_back(2);
l1.push_back(3);

for (list<int>::iterator i = l1.begin(); i!= l1.end(); i++){
	cout << i.operator->() << endl;
	cout << *i << endl;
}

这样list<int>::iterator i = l1.begin()的声明迭代器i看起来繁琐冗长，我们实际可以用auto代替：auto i = l1.begin();

2.定义模板参数时，用于声明依赖模板参数的变量

template <typename _Tx,typename _Ty>
void Multiply(_Tx x, _Ty y)
{
    auto v = x+y;
    std::cout << v;
}

如上所示：我们获取x+y的值，但是x、y都是模板类型，我们无法知道其类型，这时就可以使用auto。

3.模板函数依赖于模板参数的返回值

template <typename _Tx, typename _Ty>
auto multiply(_Tx x, _Ty y)->decltype(_Tx*_Ty)
{
    return x*y;
}

上面的例子中，返回值依赖于xy的类型，这里我们需要提前查询xy的数据类型，需要用到decltype操作符，它是C++11标准引入的新的运算符，其目的也是解决泛型编程中有些类型由模板参数决定，而难以表示它的问题。
注意：auto在这里的作用也称为返回值占位，它只是为函数返回值占了一个位置

参考：C++ Primer第5版

以上就是auto的详细介绍。如果有疑问，欢迎评论区下方留言；本人水平有限 ，如有错误，也欢迎在评论区下方批评指正。若是喜欢本文，就帮忙点赞吧！