C++之引用（中）

摘星

发布于 2023-04-28 09:12:36

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发布于 2023-04-28 09:12:36

文章被收录于专栏：C/C++学习

前言

接上一篇文章继续介绍引用，本文主要介绍引用的两种用途以及注意事项。

一、引用的用途

一、做参数（该用途与指针的功能重叠）

1.传值、传引用效率的比较：

以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回，而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝，因此用值作为参数或者返回值类型，效率是非常低下的，尤其是当参数或者返回值类型非常大时，效率就更低。 例子：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };
void TestFunc1(A a){}
void TestFunc2(A& a){}
void TestRefAndValue()
{
	A a;
	// 以值作为函数参数
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
		TestFunc1(a);
	size_t end1 = clock();
	// 以引用作为函数参数
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)
		TestFunc2(a);
	size_t end2 = clock();
	// 分别计算两个函数运行结束后的时间
	cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}
int main()
{
	TestRefAndValue();
	return 0;
}

运行截图：

2.传引用的功能：

减少拷贝，提高效率；修改参数，实参也改变（比用指针方便）

3.传引用的例子

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

4.传引用的注意事项：

① 如果这个函数要改变实参，就用一般的引用做参数；（权限的平移） ② 如果这个函数不想改变实参，就用const引用做参数。（权限的缩小） ③ 易错点：如果不想改变实参，但是用一般的引用做了参数，就相当于权限的放大，就错了。

二、引用做返回值

1.值和引用的作为返回值类型的性能比较

例子：

#include <time.h>
struct A{ int a[10000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a;}
// 引用返回
A& TestFunc2(){ return a;}
void TestReturnByRefOrValue()
{
// 以值作为函数的返回值类型
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc1();
size_t end1 = clock();
// 以引用作为函数的返回值类型
size_t begin2 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc2();
size_t end2 = clock();
// 计算两个函数运算完成之后的时间
cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}

运行截图：

2.引用做返回值的功能：

减少拷贝，提高效率；

3.引用做返回值的例子：

int& Count()
{
	static int n = 0;//此时的返回值是在静态区
	n++;
	// ...
	return n;
}

int& Count()
{
	int n = 0;//此时的返回值是在栈上
	n++;
	// ...
	return n;
}

我们要分析上面两种情况，具体哪种可以用引用做返回值。

4.分两种情况讨论是否可以用引用做返回值：

1.一般情况下（不使用引用做返回值）函数的返回值是通过创建一个临时变量，对要返回的值进行拷贝，再返回临时变量。 2.用引用做返回值，一旦函数调用结束，如果，函数的返回值是在函数调用过程中创建在栈上的空间，那么该空间将被销毁（空间归还给操作系统了，空间里的内容不再被保护），此时去返回该空间里的值就是非法访问，这种行为是未定义的（即，可能返回所需要的值，也可能是随机值）。因此，对上面例子中的两种情况分析如下： ①返回值是定义在静态区的，则使用引用返回是无影响的（因为此时引用返回值是在静态区，所以不会有影响） ②返回值不是定义在静态区的，则使用引用返回是有影响的（因为此时调用函数结束，函数栈帧销毁，就不能正常访问到引用的返回值的空间了）总结：函数返回时，出了函数作用域，如果返回的对象还在(还没还给系统)，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。