C++引用操作

一. 前言

在学习C++引用操作之前，我们了解一下相关概念。

C++可以是一种面向对象编程，它的内存分区中主要分为4个区域，分别是代码区，全局区，栈区以及堆区。

其中代码区主要存放函数体的二进制代码，由操作系统进行管理。

全局区主要用来存放全局变量和静态变量以及常量。

堆区主要用来存放函数的参数值，局部变量等，由编译器自动分配释放，也就是说是不能一直存在的。

栈区则由程序员分配和释放，如果程序员不释放，程序结束时由操作系统自行释放。

之所以分为不同的区域，就是为了让不同区域存放不同的数据，赋予不同的生命周期，给我们更大的灵活编程。

另外值得注意一点的是，在普通变量前面加上static之后，该变量就成为了静态变量。

二. 引用的本质和操作

C++中的引用本质上就是给一个变量起别名。它的语法类型为：数据类型 & 别名=原名。

如下所示：

int main(){
    int a=10;
    int &b=a;    //给这个a变量起一个别名b
    
    //打印的结果都为10
    cout<<"a="<<a<<endl;
    cout<<"b="<<b<<endl;
    
    //修改别名b的值，看a是否发生改变
    b=20;    
    cout<<"a="<<a<<endl;
    cout<<"b="<<b<<endl;
    
    return 0;
}

下面我们来看下运行结果：

由此我们可以发现，给一个变量所起的别名，里面存放的数据就为原来变量里面的数据，当对这个别名进行修改的时候，原变量也会被修改，由此引出C++引用的另外一个本质，也就是引用在C++内部实现是一个指针常量。

也就是说，int &b=a，会自动转换成int * const b=&a的形式，也就是别名b存放了原变量a的地址，可以直接修改a的值，这也就解释了后面为什么a和b都为20。

之前我们学过指针常量和常量指针的相关知识，所谓指针常量，就是指这个指针所指向的值可以修改，但是这个指针的指向却是不能够修改的，如下所示：

int main(){
    int a=10;
    int &b=a;
    
    int c=20;
    b=c;    //这是错误的，不能再修改指针的指向了
    
    b=20;    //这才是正确的，可以修改值，但不能修改指向
}

值得注意的是，上面我们的引用操作后面都跟了一个原名，如果不加原名，在后面再添加上这样行得通吗？

下面我们来看一下：

int main(){
    int a=10;
    int &b;
    b=a;
}

让我们来看一下运行结果会是怎么样的，是否会成功运行：

我们可以发现，程序直接报错了，提示我们这个别名b需要初始化。因此我们可以得出起别名的另外一个性质，也就是必须进行初始化操作，也就是引入一块合法的内存空间。

我们的解决办法有两种，一种就是给它初始化，也就是执行我们之前的int &b=a的操作。

另外一个就是在这个前面加上一个const，如const int &b=10；如果是之前的int &b=10，系统也会提示我们这个会报错，因为这个10是没有开辟一个合法内存空间的。但加上了const后，程序就不会报错了。

这是因为加上了const之后，编译器会自动修改代码，如下所示：

int temp=10;
const int &b=temp;

这样编译器就不再报错。