【C++】 夜的尽头不是 引用，是天空没有极限
引用目录
在C++中呢，引用这一个概念可谓是非常的重要，对后面C++的学习有非常紧密的关系，所以在接下来，我们会详细的于大家分享 引用，揭开它神秘面纱，看看到底长什么样子！
前言
C++的引用细节可能较多，所以大家可能要处处留心，多思考，多回顾哦！
一、引用是什么？
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内存空
间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。
简而言之呢，引用就是 取别名，给你取一个绰号!
邓紫棋 ->解解 ->金鱼嘴
这就是引用的意思，不会再创造另外的你，还是你自己本身！！不开辟额外的内存空间。
二、初识引用
1.初始引用
//定义引用类型 int& 类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体； int a = 0; int& ra = a; //帮a取别名 ra int& rra = a; //帮a取别名rra 一个变量可以取多个别名 int a = 10; int& ra = a; // 引用 int& x = a; int& y = x; x++; y++; a++; a最后的结果是 13.
比如在家你妈叫你大宝，在外面别人叫你头铁，在社会别人叫你 牛哥，这是一个意思，你还是你，只不过别名多了。 但要注意的是！！ 引用类型必须和引用实体是同种类型的！ double a=8.88; int& ra=a; 这就是错误的！！
那先问一下，引用出现的好处和优点是什么呢？？
为什么要有引用？？？？
引用做参数好处：
以前我们交换两个数是这样交换的
void Swap(int *m,int*n)
{
int temp=*m;
*m=*n;
*n=temp;
}
int main()
{
int a=1;
int b=2;
Swap(&a,&b);
return 0;
}1. 之前交换两个数，需要通过指针，即访问变量的地址，指针变量解引用来交换a,b的内容。
但是有了引用的话，只需这样即可
函数的形参类型为引用类型，m和n就是a和b的别名，相当于传过去的就是a和b，直接改变的就是a和b的值。
2. 在学数据结构的时候，我们经常会改变指针变量，涉及到二级指针和一级指针，会有些许的困难，但如果使用引用的话，就会方便很多，容易理解！
typedef struct ListNode
{
struct ListNode* next;
int val;
}LTNode, *PLTNode;
//改变指针变量，需要通过传它的地址，间接通过 解引用 来改变其内容，这就会涉及到二级指针
void SlistPushBack(struct ListNode** pphead, int x)
//但是如果使用引用，我们就可以直接取别名struct ListNode*& phead，别名phead，来直接改变它
void SlistPushBack(struct ListNode*& phead, int x)
//PLTNode为结构体指针，所以引用可以直接PLTNode& phead，这就是一些书上为了方便理解而这样写
void SlistPushBack(PLTNode& phead, int x)
{}
int main()
{
struct ListNode* plist = NULL;
SlistPushBack(&plist,1);
return 0;
}所以，我们可以体会到，引用出现的一个原因就是为了淡化指针的使用，便于理解和使用，当然引用对C++的学习是非常的重要，不仅于此！！
2.引用特性
1.引用在使用定义前必须初始化。
2.一个变量可以有多个引用。
3.引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体。 就是说，你在家里叫宝宝，你妈妈不可能给你弟弟也叫宝宝吧，那样的话，就分不清你两谁是谁了，所以引用只能引用一个实体！ int a=10; int&ra=a; int b=20; ra=b;// 这一步ra是b的引用吗？ 当然不是，引用只能引用一个实体，所以这里仅是简单的赋值。 a=20这就是结果了！
3.引用的使用场景和const修饰的引用
1.做返回值
1.传值返回：
int Count()
{
int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}
int main()
{
int ret = Count();
cout << ret << endl;
return 0;
}在调用函数的时候，会开辟函数栈帧，栈帧是向下生长的，如图所示：
我们观察发现，在将n返回时，会创建一个临时变量来将n的值拷贝到临时变量中，等到Count函数栈帧销毁时，变量n自然会销毁，导致无法返回，造成越界访问。所以需要一个临时变量提前在调用Count函数的main函数栈帧中，创建一个临时变量。
当然：临时变量的创建与否，需要看除了函数作用域以后，返回变量是否存在
若将返回变量用static修饰，则变量在静态区，不会随着栈帧销毁而销毁，则无需创建临时变量。
2.引用返回
返回值为引用类型：
int& Count()
{
int n = 0;
n++;
// ...
return n;
}
int main()
{
int ret = Count();
cout << ret << endl;
return 0;
}
此时，临时变量所存的是n的别名，因为是引用返回。在n销毁后，相当于通过别名直接访问n，但n已经销毁，这就会造成非法访问。
销毁后，n的内存空间也销毁了吗？ 还可以继续访问吗？
答案是ok的：n的内存空间没有销毁，仍然可以访问！！
举个例子，比如你住酒店，你退房了，不代表那个房间就炸了，而是你对它没有了访问权限，但是你仍然可以通过别的刑的方式去访问它。
那为什么第一次打印，是1，第二次是随机值，第三次是100呢？
因为n的内存空间里的内容可能没有来得及改变，没有人去使用它，所以你非法访问时，内容可能不变，仍是你之前留下的值。
第二次为什么是随机值呢？
因为cout也是函数的调用，Count栈帧销毁，但调用cout建立栈帧，之前的空间就可能会被重复利用，就会产生随机值。
第三次为什么是100呢？那可能func函数栈帧大小刚好与count一样，在重复利用时，直接覆盖，那么n的内存空间可能就是x的内存空间了，只不过更换了值。
当然一切皆有可能，这些都可能时随机值也不为过！哈哈哈
所以，总结：
1.出了函数作用域，返回变量不存在了，不能用引用作返回值，因为引用返回的结果是未定义的
2.出了函数作用域，变量还在，可以用引用。
3.正确使用用引用做返回值，可以减少拷贝，提高效率；还可以修改返回值。
返回数组中的值，是偶数的数，一律乘二，很方便的修改了返回值！
2.做参数
作为普通参数：
请看本文章刚开头，引用做参数的好处！
那么我们会发现，交换两个数时，我们需要将变量地址传过去，创建指针变量拷贝变量地址。
但若用引用做参数，就不需要拷贝，直接就可以修改，别名也就是自己本身嘛！
好处是：减少拷贝，提高效率！
作为输出型参数：
int& func(int m,int&p)
{
p=p+m;
return p;
}
int main()
{
int a=10;
int b=20;
func(a,b);
cout<<a<<endl;
return 0;
}int& p作为输出型参数，使用引用作为参数时，无需拷贝，还可以直接改变形参，进而改变实参。
3.const修饰的引用
先看下面的一段代码，从中体会const修饰引用注意要点：
指针和引用赋值中，权限可以缩小，但是不能放大
int main()
{
// 指针和引用赋值中，权限可以缩小，但是不能放大
int a = 0; //可读可写
// 权限平移 ，权限没有改变
int& ra = a; //可读可写
const int b = 1; //可读不可写
a = b; // 拷贝 读取b的值给了a，可以
int& rb = b; // 我引用你，此时 int& rb 就是可读可写，将权限放大 不行
const int& rra = a; // 我引用你，我的权限的缩小 可以
//rra++;
a++;
const int& rb = b; // 权限平移,可以
}所以在我们使用引用作为函数参数时，一般都要加const修饰，防止权限被放大。
比如：const int&......
有人会想，那既然const了，那就改变不了变量了。
但既然有防止权限被放大，那么定义变量时，他的权限就是小权限，根本不需要将其改变。
4.常量的引用
1.类型转化时
doubule b=9.88; int a=(int)b; //可以 int a=b; //可以
int& rb=b; //不可以
在发生类型转化时，不管 强制类型转化 还是 隐式类型转化，都会产生临时变量，而非改变变量本身。
double d = 9.88; cout << (int)d << endl;
此时，d被强转为int，但并没有改变d本身的值，是在类型转化 的时候，会创建临时变量，然后把临时变量的值拷贝到了i中。 int i = (int)d; // 可以 //int& ri = d; // 不可以，因为在类型转化时，是借助中间的临时变量，int&ri是在给中间的临时变量取别名，就会把临时变量的权限的扩大，所以不可行！！ const int& ri = d; // 可以，平移权限
注意：临时变量具有常性，不可以被修改！！
2.返回函数时：
int Count()
{
int n = 0;
n++;
...
return n;
}
int main()
{
int& ret = Count(); //权限增大
const int& ret = Count(); //权限平移，可以
}临时变量具有常性
当返回函数时，临时变量会存在上一个调用它的函数栈帧中，用引用来接收，会扩大临时变量的权限，所以只有在const 引用时，才可以使用！
三.引用和指针的区别
在语法概念上引用就是一个别名，没有独立空间，和其引用实体共用同一块空间。
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，都是先通过传地址，解引用来改变实体内容的。
引用和指针的不同点: 1. 引用概念上定义一个变量的别名，指针存储一个变量地址。 2. 引用 在定义时 必须初始化 ，指针没有要求 3. 引用 在初始化时引用一个实体后，就 不能再引用其他实体 ，而指针可以在任何时候指向任何 一个同类型实体 4. 没有 NULL 引用 ，但有 NULL 指针 5. 在 sizeof 中含义不同 ： 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 (32 位平台下占 4 个字节 ) 6. 引用自加即引用的实体增加 1 ，指针自加即指针向后偏移一个类型的大小 7. 有多级指针，但是没有多级引用 8. 访问实体方式不同， 指针需要显式解引用，引用编译器自己处理 9. 引用比指针使用起来相对更安全
总结
引用这一节中，有太多的细节值得我们去反复思考琢磨了，有一个个很细的知识点相互联系的，所以我们要踏踏实实的学习，并反复去复习！！
有几点：
我们下期不见不散！！
腾讯云开发者
