文章目录

• 一、引用概念
• 二、引用特性
• 三、常引用
• 四、使用场景
• 五、传值、传引用效率比较
• • 1.效率比较
  • 2.值和引用的作为返回值类型的性能比较
• 六、引用和指针的区别

一、引用概念

引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟空间，它和它引用的变量共用同一块内存空间

格式：类型& 引用变量名（对象名）=引用实体；

int main()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;
	cout << ra << endl;
	return 0;
}

二、引用特性

1.引用在定义时必须初始化

int main()
{
	int a = 10;
	int& ra;//编译错误
	cout << ra << endl;
	return 0;
}

2.一个变量可以有多个引用

int main()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;
	int& rb = a;
	int& rc = a;
	cout << ra <<" "<< rb << " " << rc << endl;
	return 0;
}

3.引用一旦引用一个实体，再也不能引用其他的实体

int main()
{
	int a = 10;
	int b = 20;
	int& ra = a;
	ra = b;
	cout << "a:" << &a << endl <<"ra:" << &ra << endl << "b:" << &b << endl;
	return 0;
}

三、常引用

不可改变的引用变量 const修饰的引用

int main()
{
	int a = 10;
	const int& ra = a;
	ra = 20;//编译不通过，不可改变
	cout << ra << endl;
	return 0;
}

如果实体是const修饰，则引用也要是const修饰，否则编译不通过

int main()
{
	const int a = 10;
	int& ra = a;//编译不通过
	cout << ra << endl;
	return 0;
}

注：C++中被const修饰的变量为常量

四、使用场景

1.做参数

void Swap(int& left, int& right)
{
	int temp = left;
	left = right;
	right = temp;
}

int main()
{
	int a = 1;
	int b = 2;
	Swap(a,b);
	cout << "a:" << a << " " << "b:" << b << endl;
	return 0;
}

2.做返回值

int& Add(int left, int right)
{
	int c = left + right;
	return c;
}

int main()
{
	int& ret = Add(1, 2);
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

注：如果再调用函数Add，打印两次是什么样的结果，如下：

int& Add(int left, int right)
{
	int c = left + right;
	return c;
}

int main()
{
	int& ret = Add(1, 2);
	Add(3, 4);
	cout << ret << endl;
	cout << ret << endl;
	return 0;
}

注意：如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还未还给系统，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。

五、传值、传引用效率比较

1.效率比较

#include<time.h>

struct A
{
	int a;
	int array[10000];
};
//传值
void TestFunc1(A a){}
//传引用
void TestFunc2(A& a){}

int main()
{
	A a;
	//传值测时间
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; i++)
	{
		TestFunc1(a);
	}
	size_t end1 = clock();
	//传引用测时间
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; i++)
	{
		TestFunc2(a);
	}
	size_t end2 = clock();
	cout << "传值时间:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "引用时间:" << end2 - begin2 << endl;

	return 0;
}

明显传引用比传值快

2.值和引用的作为返回值类型的性能比较

struct A
{
	int a;
	int array[10000];
};
A a;
//传值
A TestFunc1()
{
	return a;
}
//传引用
A& TestFunc2()
{
	return a;
}

int main()
{

	//传值测时间
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; i++)
	{
		TestFunc1();
	}
	size_t end1 = clock();
	//传引用测时间
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; i++)
	{
		TestFunc2();
	}
	size_t end2 = clock();
	cout << "传值时间:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "引用时间:" << end2 - begin2 << endl;

	return 0;
}

明显，在返回值类型上效率相差较大

六、引用和指针的区别

1.在语法概念上引用是一个别名，没有独立的空间，和其引用的实体共用同一块空间。
2.在底层实现上，实际是有空间的，因为引用是按照指针方式来实现的。

int main()
{
	int a = 10;
	
	int& ra = a;
	ra = 20;

	int* pa = &a;
	*pa = 20;
	return 0;
}

反汇编的结果

由结果可以看出引用是按照指针方式来实现的。

两者相同点:
1.效率差不多
2.在传参时可以达到相同的结果，修改形参都可以改变外部的实参
3.在底层实现方式上是一样的

不同点：
1.引用在定义时必须初始化，指针没有要求
2.引用在初始化时引用一个实体后，就不能再引用其他实体
3.没有NULL引用，有NULL指针
4.在sizeof含义不同：引用结果为引用类型的大小，但指针始终是地址空间所占字节个数大小
5.引用自加1即实体加1，而指针加1是指针向后偏移一个类型的大小
6.有多级指针，但是没有多级引用
7.访问实体的方式不同，指针需要显示解引用，引用编译器自己处理
8.引用比指针使用奇拉相对安全。