c++超细致讲解引用

引用的概念

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内存空间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。

引用的表示方法

类型 & 引用变量名 ( 对象名 ) = 引用实体；

如果熟悉C语言的同学可能会发现引用符号(&)看上去就像取地址运算符(&)或者按位AND运算符(&)，其实这是一个运算符重载的例子。通过重载，同一个运算符将会有不同的含义。编译器会通过上下文来确定运算符的含义。除了这里所提到的，其实在C++中还有一些运算符重载的情况。例如：* 即表示乘法，又表示对指针的解引用操作；<<即表示插入运算符，又表示按位左移运算符等。

代码实例：

本段代码我们可以得知，a变量取了b，c两个别名。

我们也可以通过调试观察他们的内存：

通过调取内存我们可以发现，a,b,c所指向的是同一块内存空间。

注意： 引用类型 必须和引用 实体 是 同种类型 的

引用特性

引用有三个特性，分别是：

1. 引用在 定义时必须初始化

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

1.引用在定义的时候必须初始化

由于引用是对已经存在的变量进行取别名，因此使用引用时必须指定变量(初始化)。

2.一个变量可以有多个引用

在C++语法中，一个变量有多个引用，就类似于一个人可以有多个外号。在1.1的代码实例中变量a就有2个引用，分别是b和c。

3.引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

这个也比较好理解，因为引用一旦引用了一个已经存在的实体，就是这个实体的别名，当然不能再成为其他实体的别名。

常引用与引用权限

我们来观察下面这段代码，他能编译成功吗？

当我们编译这段代码发现编译器报出错误警告：无法从“const int”转换为“int &”

这是因为我们在引用的时候要遵守引用的原则：

引用原则:对原变量的引用，权限不能放大。

1.3这段代码中x变量是const修饰是一个常变量，只有可读权限。而我们引用的类型是int，不仅有可读权限，还有可修改权限。这就造成了对原变量的权限放大。根据我们引用原则知道，对原变量的引用，权限是不能放大的，这就是为什么这段代码会报错的原因。

那我们再来看这一段代码，它能编译成功吗？

这段代码我们发现编译成功了，我们也可以轻松地分析出这里的引用是遵守引用规则的，我们发现，权限不变或者权限缩小都是符合规则的，唯一需要注意的是：权限不能放大。

引用的使用场景

做参数

引用可以作函数的形参，x是a的别名，y是b的别名。这里使用引用更加方便，也更好理解。

那既然以值作为函数参数和以引用作为函数参数都能解决这个问题，那为什么还要使用引用来做参数呢？这是因为引用的效率更高，我们可以通过下面这段测试代码更加直观看出效率的差别：

我们发现使用引用作为函数参数效率大大提高。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。

引用做参数的意义：

1.输出型参数。

2.减少拷贝，提高效率。

做返回值

首先我们来观察这段代码的返回值是什么?

这里的结果是：

1 2 3

因为n是局部静态的成员变量，只会初始化一次，虽然作用域在Count函数内部，但是生命周期是全局，我们可以通过调试观看他是否再执行函数的第一句？

传值的底层过程

传值返回这个过程当中会产生一个临时变量，跟传参一样，如果小会用寄存器替代。传值返回的类型其实是临时变量的类型，将n拷贝给临时变量，再将临时变量拷贝给ret。那么为什么要设计临时变量呢？直接把n给ret不好吗？

这是因为在当临时变量出了函数作用域之后会销毁，函数栈桢也会销毁，那么此时n是不能作为返回值再赋值给ret的。那么编译器就在此生成了一个临时变量，把n拷给临时变量，再把临时变量给ret。此时，函数栈桢销毁是不会影响临时变量的。