C++的引用与const指针的关系以及各种传递方式

首先我们知道 const int *p 与 int const *p 是一样的,即 *p 是常量;而 int * const p 跟上面是不一样的,即 p 是常量;我们知道引用只是一个别名,与变量共享存储空间,并且必须在定义的时候初始化,而且不能再成为别的变量的别名,这让我们想到什么呢,貌似跟  int * const p   的性质很像。

其实引用的底层就是用const指针来实现的。下面举个小例子:

#include <iostream>
using namespace std;

void swap(int &x, int &y)
{
    int temp = x;
    x = y;
    y = temp;
}

void swap(int *const x, int *const y)
{
    int temp = *x;
    *x = *y;
    *y = temp;
}

int main(void)
{
    int a = 5;
    int b = 6;
    swap(a, b);
    cout << "a=" << a << " b=" << b << endl;
    int c = 7;
    int d = 8;
    swap(&c, &d);
    cout << "c=" << c << " d=" << d << endl;
    return 0;
}

其实两个swap函数达到的效果是一样的(name mangling),而const 引用如 const int & 呢我们也可以类比为  const int * const p 即既不能成为别的变量的引用,也不能通过引用更改变量的值。

引用经常作为函数的参数传递,可以与值传递,以及指针传递做个比较:

值传递: 实参初始化形参时要分配空间, 将实参内容拷贝到形参

引用传递: 实参初始化形参时不分配空间

指针传递:本质是值传递,但如果我们要修改指针本身,那只能使用指针的指针了,即 **, 或者指针引用 *&

而且使用指针比较不保险的是很多人会忘记加上const的限制,即很可能接下来的程序中你又把这个指针指向了其他的变量,这样就混乱了。

把引用作为函数返回值时,千万记得不要返回局部变量的引用,举个小例子:

#include <iostream>
using namespace std;


int &add(int a, int b)
{
    int sum;
    sum = a + b;
    return sum;
}

int main(void)
{
    int n = add(3, 4);
    // cout<<"just test"<<endl;
    int &n2 = add(5, 6);
    cout << "n2=" << n2 << endl;
    cout << "n=" << n << endl;
    return 0;
}

在上面的例子中我们返回了局部变量的引用,那么输出结果是什么呢?

n2=11

n=7

好像没错是吧,再试试,我们在最后加一条语句再打印一下 n2 cout<<"n2="<<n2<<endl;

n2=11

n=7

n2=1474313670

奇怪了,为什么这次打印变成这么大的数而我们完全没更改n2的值啊? 见到的不一定是真的啊,不要被它欺骗了,这就是返回局部变量的引用的后果。 其实函数返回的是局部变量sum的引用,而 n2 本身又是引用,即引用着原来sum 拥有的那块区域,第一次打印没有出错是因为本来写在sum 区域上的值11 尚未被覆盖,而再运行两条打印语句后再次打印,很可能原来属于sum 的区域变 dirty了,被覆盖了其他不确定的值,每次打印都不会是一个定值。 那 n 呢,对 n 来说即使你最后再打印一下, n 还是等于 7,因为 n 本身是个变量,函数返回时立马保存了sum 所属区域的值, 除非你对 n 更改,不然 n 在main 函数堆栈中是不会变化的,直到函数退出, 变量释放。大家要比较清晰的是,局部变量在函数栈上释放,但本来区域的值第一时间还是原来的值,但经过程序运行,堆栈内存区域重用, 一般就被覆盖了。

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