关于"引用"的几点说明

一、引用的基本知识

引用就是某一变量（目标）的一个别名，对引用的操作与对变量直接操作完全一样。引用的声明方法：类型标识符 &引用名=目标变量名；　说明：

（1）&在此不是求地址运算，而是起标识作用。

（2）类型标识符是指目标变量的类型。

（3）声明引用时，必须同时对其进行初始化。

（4）引用声明完毕后，相当于目标变量名有两个名称，即该目标原名称和引用名，且不能再把该引用名作为其他变量名的别名。

　　  int a,&ra=a;a为目标原名称，ra为目标引用名。给ra赋值：ra=1; 等价于 a=1;

（5）声明一个引用，不是新定义了一个变量，它只表示该引用名是目标变量名的一个别名，它本身不是一种数据类型，因此引用本身不占存储单元，系统也不给引用分配存储单元。故：对引用求地址，就是对目标变量求地址。&ra与a相等。

（6）不能建立数组的引用。因为数组是一个由若干个元素所组成的集合，所以无法建立一个数组的别名。

例如： Point pt1(10,10);

Point &pt2=pt1; 定义了pt2为pt1的引用。通过这样的定义，pt1和pt2表示同一对象。

需要特别强调的是引用并不产生对象的副本，仅仅是对象的同义词。因此，当下面的语句执行后：

pt1.offset（12，12）；

pt1和pt2都具有（12，12）的值。

引用必须在定义时马上被初始化，因为它必须是某个东西的同义词。你不能先定义一个引用后才

初始化它。例如下面语句是非法的：

Point &pt3；

pt3=pt1；

那么既然引用只是某个东西的同义词，它有什么用途呢？

下面讨论引用的两个主要用途：作为函数参数以及从函数中返回左值。

二、引用作为函数参数

1、传递可变参数

传统的c中，函数在调用时参数是通过值来传递的，这就是说函数的参数不具备返回值的能力。

所以在传统的c中，如果需要函数的参数具有返回值的能力，往往是通过指针来实现的。比如，实现

两整数变量值交换的c程序如下：

void swapint(int *a,int *b)

{

　　int temp;

　　temp=*a;

　　*a=*b;

　　*b=temp;

}

使用引用机制后，以上程序的c++版本为：

void swapint(int &a,int &b)

{

　　int temp;

　　temp=a;

　　a=b;

　　b=temp;

}

调用该函数的c++方法为：swapint（x,y); c++自动把x,y的地址作为参数传递给swapint函数。

2、给函数传递大型对象

当大型对象被传递给函数时，使用引用参数可使参数传递效率得到提高，因为引用并不产生对象的

副本，也就是参数传递时，对象无须复制。下面的例子定义了一个有限整数集合的类：

const maxCard=100;

Class Set

{

　　int elems[maxCard]; // 集和中的元素，maxCard 表示集合中元素个数的最大值。

　　int card; // 集合中元素的个数。

public:

　　Set () {card=0;} //构造函数

　　friend Set operator * (Set ,Set ) ; //重载运算符号*，用于计算集合的交集 用对象作为传值参数

　　// friend Set operator * (Set & ,Set & ) 重载运算符号*，用于计算集合的交集用对象的引用作为传值参数

　　...

}

先考虑集合交集的实现

Set operator *( Set Set1,Set Set2)

{

　　Set res;

　　for(int i=0;i<Set1.card;++i)

　　　　for(int j=0;j>Set2.card;++j)

　　　　　　if(Set1.elems==Set2.elems[j])

　　　　　　{

　　　　　　　　res.elems[res.card++]=Set1.elems;

　　　　　　　　break;

　　　　　　}

　　return res;

}

由于重载运算符不能对指针单独操作，我们必须把运算数声明为 Set 类型而不是 Set * 。

每次使用*做交集运算时，整个集合都被复制，这样效率很低。我们可以用引用来避免这种情况。

Set operator *( Set &Set1,Set &Set2)

{

　　Set res;

　　for(int i=0;i<Set1.card;++i)

　　{

　　　　　　for(int j=0;j>Set2.card;++j)

　　　　　　　　if(Set1.elems==Set2.elems[j])

　　　　　　　　{

　　　　　　　　　　res.elems[res.card++]=Set1.elems;

　　　　　　　　　　break;

　　　　　　　　}

　　}

　　return res;

}

三、引用作为返回值

　　如果一个函数返回了引用，那么该函数的调用也可以被赋值。这里有一函数，它拥有两个引用参数并返回一个双精度数的引用：

　　double &max(double &d1,double &d2)

　　{

　　　　return d1>d2?d1:d2;

　　}

　　由于max()函数返回一个对双精度数的引用，那么我们就可以用max() 来对其中较大的双精度数加1：

max(x,y)+=1.0;

四、常引用

　　常引用声明方式：const 类型标识符&引用名=目标变量名；

　　用这种方式声明的引用，不能通过引用对目标变量的值进行修改,从而使引用的目标成为const，达到了引用的安全性。

【例】：

　　int a ;

　　const int &ra=a;

　　ra=1; //错误

　　a=1; //正确

　　这不光是让代码更健壮，也有些其它方面的需要。

【例】：假设有如下函数声明：

　　string foo( );

　　void bar(string & s);

　　那么下面的表达式将是非法的：

　　bar(foo( ));

　　bar("hello world");

　　原因在于foo( )和"hello world"串都会产生一个临时对象，而在C++中，这些临时对象都是const类型的。因此上面的表达式就是试图将一个const类型的对象转换为非const类型，这是非法的。

　　引用型参数应该在能被定义为const的情况下，尽量定义为const 。

五、引用和多态

引用是除指针外另一个可以产生多态效果的手段。这意味着，一个基类的引用可以指向它的派生类实例。

【例】：

class A;

class B：public A{……};

B b;

A &Ref = b; // 用派生类对象初始化基类对象的引用

Ref 只能用来访问派生类对象中从基类继承下来的成员，是基类引用指向派生类。如果A类中定义有虚函数，并且在B类中重写了这个虚函数，就可以通过Ref产生多态效果。