C++引用

图：LEGO小人仔

Guderian出品

笔记整理自《北京大学公开课：C++面向对象程序设计》

C++跟C相比，多了很多独特的内容，其中有很多都是为了实现面向对象编程范式而引入的，C++的引用就是其一。

引用的概念

定义一个引用，并将其初始化为引用某个变量的通用写法：类型名 & 引用名 = 某变量名
某个变量的引用，等价于这个变量，相当于该变量的一个别名

int n = 7;
int & r = n;
//r引用了n，r的类型是int &
r = 4;
cout << r;	//输出4
cour << n;	//输出4
n = 5;
cout << n;

定义引用时一定要将其初始化成引用某个变量，而不像指针可以指向某个变量也可以不指向某个变量
初始化后，它就一直引用该变量，不会再引用别的变量了（引用是从一而终的）
引用只能引用变量，不能引用常量和表达式

double a = 3, b = 5;
double & r1 = a;
double & r2 = r1;	//r2也引用a
r2 = 10;
cout << a << endl;	//输出10
r1 = b;				//r1并没有引用b
cout << a << endl;	//输出5

引用的应用

C中，如何编写交换两个整型变量值的函数?

这样写吗？

void swap(int a, int b)
{
    int tmp;
    tmp = a; a = b; b = tmp;
}
int n1, n2;
swap(n1, n2);
//n1, n2的值没有被交换

这是错误的，改变形参不会改变实参。

或者用指针？

void swap(int *a, int *b)
{
    int tmp;
    tmp = *a; *a = *b; *b = tmp;
}
int n1, n2;
swap(& n1, & n2);	//取地址
//n1, n2的值被交换

正确，但丑陋！

那么C++中，如何编写交换两个整型变量值的函数?

引用作为参数

C++示例：交换两个整数

void swap(int & a, int & b)	//a就是n1，b就是n2
{
    int tmp;
    tmp = a; a = b; b = tmp;
}
int n1, n2;
swap(n1, n2);
//n1, n2的值被交换

引用作为返回值

int n = 4;
int & SetValue() { return n; }

int main()
{
    //神奇之处，对函数的返回值进行赋值
    SetValue() = 40;
    //然而它究竟有什么作用呢？我还没想好...
    cout << n;
    //输出：40
    
    return 0;
}

注意被引用的对象不能超过作用域，返回一个局部变量的引用是不合法的，但是，可以返回一个静态类型变量的引用。

常引用

定义引用时，在前面加const关键字即为“常引用”。

1 2	int n; const int & r = n;

注意不能通过常引用去修改其引用的内容！

int n = 100;
const int & r = n;
r = 200;	//err
n = 300;	//ok

常引用和非常引用的转换

const T &和T &是不同的类型（千万要注意！！！）
T &类型的引用或T类型的变量可以用来初始化const T &类型的引用
const T类型的常变量和const T &类型的引用则不能用来初始化T &类型的引用，除非进行强制类型转换

参考并整理自《C++面向对象设计》郭炜，北京大学，感谢原作者！编辑时有删改