C++中的引用

当变量声明为引用时,它将成为现有变量的替代名称。通过在声明中添加“&”,可以将变量声明为引用。

#include<iostream> 
using namespace std; 
  
int main() 
{ 
  int x = 10; 
  
  // ref is a reference to x. 
  int& ref = x; 
  
  // Value of x is now changed to 20 
  ref = 20; 
  cout << "x = " << x << endl ; 
  
  // Value of x is now changed to 30 
  x = 30; 
  cout << "ref = " << ref << endl ; 
  
  return 0; 
} 

输出:

x = 20
ref = 30

应用

1. 修改函数中传递的参数:如果函数收到对变量的引用,则可以修改变量的值。 例如,在以下程序变量中使用引用进行交换。

#include<iostream> 
using namespace std; 
  
void swap (int& first, int& second) 
{ 
    int temp = first; 
    first = second; 
    second = temp; 
} 
  
int main() 
{ 
    int a = 2, b = 3; 
    swap( a, b ); 
    cout << a << " " << b; 
    return 0; 
} 

输出:

3 2 

2. 避免复制大型结构:想象一个函数必须接收一个大型对象。如果我们不加引用地传递它,就会创建一个新的副本,这会导致CPU时间和内存的浪费。我们可以使用引用来避免这种情况。

struct Student { 
   string name; 
   string address; 
   int rollNo; 
} 
  
// If we remove & in below function, a new 
// copy of the student object is created.  
// We use const to avoid accidental updates 
// in the function as the purpose of the function 
// is to print s only. 
void print(const Student &s) 
{ 
    cout << s.name << "  " << s.address << "  " << s.rollNo; 
} 

3. 在For Each循环中修改所有对象:我们可以使用For Each循环中的引用修改所有元素。

#include <bits/stdc++.h>  
using namespace std;  
  
int main()  
{  
    vector<int> vect{ 10, 20, 30, 40 };  
  
    // We can modify elements if we  
    // use reference 
    for (int &x : vect)  
        x = x + 5; 
  
    // Printing elements 
    for (int x : vect)  
       cout << x << " ";  
  
    return 0;  
}  

4. 在For-Each循环中避免对象的复制:我们可以在For-Each循环中使用引用,以避免在对象较大时复制单个对象。

#include <bits/stdc++.h>  
using namespace std;  
  
int main()  
{  
    vector<string> vect{"geeksforgeeks practice",  
                     "geeksforgeeks write", 
                     "geeksforgeeks ide"};  
  
    // We avoid copy of the whole string 
    // object by using reference. 
    for (const auto &x : vect)  
       cout << x << endl;  
  
    return 0;  
} 

引用与指针

引用和指针都可以用来更改一个函数在另一个函数中的局部变量。当作为参数传递给函数或从函数返回时,它们都还可以用于保存大对象的副本,以提高效率。

尽管有上述相似之处,但引用和指针之间仍存在以下差异。

可以将指针声明为void,但引用永远不能为void。

例如:

int a = 10;
void* aa = &a;. //it is valid
void &ar = a; // it is not valid

引用没有指针强大

1)一旦创建了引用,以后就不能使它引用另一个对象;不能重新放置它。这通常是用指针完成的。

2)引用不能为NULL。指针通常被设置为NULL,以指示它们没有指向任何有效的对象。

3)引用必须在声明时进行初始化。指针没有这种限制。

由于上述限制,C++中的引用不能用于实现链接列表,树等数据结构。在Java中,引用没有上述限制,可以用于实现所有数据结构。引用在Java中更强大,这是Java不需要指针的主要原因。

引用更安全,更易于使用

1)更安全:由于必须初始化引用,因此不太可能存在诸如野指针之类的野引用。

2)易于使用:引用不需要解引用运算符即可访问值。它们可以像普通变量一样使用。仅在声明时才需要“&”运算符。另外,对象引用的成员可以使用点运算符(’.’)访问,这与需要使用箭头运算符(->)访问成员的指针不同。

结合上述原因,在像复制构造函数参数这样的地方不能使用指针,必须使用引用传递副本构造函数中的参数。类似地,必须使用引用来重载某些运算符,例如++。

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