C++中的引用语法

文章目录

• 基本语法
• • 效果演示
• 函数引用传参
• • 普通传参（值传递）
  • 引用传参（地址传递、修改原变量）
  • 效果展示
• 核心机制
• 底层本质
• 指针与引用的比较
• • C语言指针写法（繁琐）
  • [C++ 引用写法（简洁）](#C++ 引用写法（简洁）)
• 注意
• 易错点
• • 错误1：引用不初始化
  • 错误2：绑定常量
  • 错误3：更改引用指向（不能改嫁）

基本语法

int a = 10;
int &b = a;   // b 是 a 的引用（别名）

• 定义引用必须初始化，不能单独写 int &b;
• 变量名 a、b 随便起，和原变量名不需要一致

效果演示

int a = 10;
int &b = a;

b = 999; 
// a 也会变成 999

函数引用传参

普通传参（值传递）

void test(int x){
    x = 1024;
}
// 外部变量不会变！

原理：函数内是副本，修改的是复制出来的新变量，和外部无关。

引用传参（地址传递、修改原变量）

void test(int &x){
    x = 1024;
}
// 外部实参直接被修改

效果展示

#include<stdio.h>
void test (int &x){
	x = 1024;
	printf("test函数内部的x值：%d \n",x);  //  1 
} 
int main (){
	int x = 1;
	printf("调用函数前x的值：%d \n",x); // 1024 
	test(x);
	printf("调用函数后x的值：%d \n",x); //  1 
}

理解：main 中的 x 在内存有一块空间；调用 test 时，test 里的 x 只是这块空间的另一个名字，操作同一个内存格子。

核心机制

引用是"变量的别名。

如：int &x 中的 & 在这里是类型修饰符，而不是取地址运算符。

语义：声明x是某个已存在整型变量的别名 。此后，对x的任何操作，都直接等同于对原变量的操作。

底层本质

在汇编/机器码层面，引用在底层完全是指针的实现。它们都传递地址，都只占 8 字节（64位系统）。唯一的区别在于语法糖：

特征	C 语言指针 int *p	C++ 引用 int &r
底层实现	存储变量的地址	存储变量的地址（完全一样）
初始化	可以不初始化（野指针风险）	必须初始化，且绑定后不可更改
解引用	必须显式使用 *p 来取值/赋值	编译器自动解引用，直接写 r 即可
能否为 NULL	可以（p = NULL）	不可以
能否能重新指向	可以（p = &other）	不可以（绑定后只能指向同一个变量）

void swap_ref(int &a, int &b) { // 形参是引用
    int temp = a;  // 直接使用 a，相当于 *a，但不用写 * 
    a = b;         // 直接修改实参
    b = temp;
}
// 调用：swap_ref(x, y);  // 直接传变量，不需要 & 取地址

指针与引用的比较

功能：完全等价，都能修改外部原变量

C语言指针写法（繁琐）

void test(int *x){
    *x = 1024;
}
// 调用必须传地址
test(&num);

C++ 引用写法（简洁）

void test(int &x){
    x = 1024;
}
// 调用直接传变量
test(num);

注意

• 形参名和实参名必须一样吗？
  • 结论：完全不需要一致！！引用绑定的是内存地址，不是变量名字。
  • 记忆：别名只是外号，外号和本名不需要相同。
• 指针：形参 *x，调用 &变量，内部 *x 解引用
• 引用：形参&x，调用直接写变量，内部直接用

易错点

错误1：引用不初始化

int &a; // 非法

错误2：绑定常量

int &a = 10; // 非法

错误3：更改引用指向（不能改嫁）

a = b; // 这是赋值，不是更换引用指向