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news 2025/7/27 13:37:36

零基础做网站,手机优化软件排行,做网站需要用服务器吗,聊城网站制作信息文章目录前言概述引用特性应用场景做参数做返回值传值、传引用效率比较引用和指针的区别前言在学习C语言的时候会遇到指针，会有一级指针、二级指针…很容易让人头昏脑胀。在C里面，引入了引用的概念，会减少对指针的使用。引用相当于给一个…

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文章目录

前言
概述
引用特性
应用场景
- 做参数
- 做返回值
传值、传引用效率比较
引用和指针的区别

前言

在学习C语言的时候会遇到指针，会有一级指针、二级指针…很容易让人头昏脑胀。在C++里面，引入了引用的概念，会减少对指针的使用。引用相当于给一个变量起了一个别名，比如“高总”指的是小编。

概述

引用不是新定义一个变量，而是给已存在变量取了一个别名，编译器不会为引用变量开辟内存空间，它和它引用的变量共用同一块内存空间。

类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体

#include<iostream>using namespace std;int main()
{int a = 10;int& b = a;int& c = a;return 0;
}

调试过程中，发现引用变量的地址和引用实体的地址是相同的，也就是说引用实际上就是给一个变量起了一个别名。

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注意：引用类型必须和引用实体是同种类型的

引用和C语言中只针的操作其实差不多，我们在反汇编语言中可以看到：

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引用特性

1. 引用在定义时必须初始化

int main()
{int a = 10;int& ra;   //错误语法return 0;
}

在这段代码中，int& ra没有初始化，编译器会报错

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正确代码：

int main()
{int a = 10;int& ra = a;return 0;
}

一个变量可以有多个引用

int main()
{int a = 10;int& ra = a;int& rra = a;return 0;
}

上述代码中，ra、rra都是对变量a的引用。这是没有问题的，比如小编有不止一个外号。

引用一旦引用一个实体，再不能引用其他实体

int main()
{int a = 10;int temp = 20;int& ra = a;ra = temp;cout << ra << endl;cout << a << endl;return 0;
}

运行结果：

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在这段代码中ra是变量a的引用，ra=temp是将temp的值赋给ra引用的实体，即a。

应用场景

做参数

效果：

做输出型参数，形参的改变可以影响实参
减少拷贝，提高效率

void Swap(int& a,int& b)
{int tmp = a;a = b;b = tmp;
}int main()
{int x = 0, y = 1;Swap(x, y);cout << x << " " << y << endl;return 0;
}

运行结果：

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上述代码确实实现了交换两个数字的功能

形参a是对实参x的引用，和x表示同一块空间；形参b是对实参y的引用，和y表示的是用一块空间。所以，在函数内交换a和b实际上就是在交换x和y。

做返回值

以前的传值返回：

int Add(int a, int b)
{int sum = a + b;return sum;
}int main()
{int x = 4;int y = 3;int ans = Add(x, y);cout << ans << endl;return 0;
}

这里随着函数栈帧调用的结束，sum也会销毁。那为什么最后还能打印出最终结果？

对于这种传值返回，会有一个临时变量的生成，这种临时变量是用来存储返回值的，当返回值比较小的时候，这个临时变量就是寄存器。通过反汇编，我们可以看到：把sum值赋给了寄存器eax。

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以上是在局部变量中

那么以satic修饰的变量在静态区，此变量虽然不会随着调用函数的栈帧销毁而销毁，但是在传值返回的时候也会创建临时变量。

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因此不难看出，传值返回都会生成一个中间变量。

以上是以前的写法，那么在学了引用后，我们需要使用引用返回：

引用返回和传值返回不同，函数栈帧销毁后，不需要创建临时变量来存储返回值。但是函数栈帧销毁后，返回的变量仍然存在。

也就是说，返回的变量不能存储在调用的函数的栈帧中，所以返回的变量是存储在静态区的变量或者是在堆上申请的变量。

先来看下面的代码：

int& Add(int a, int b)
{int c = a + b;return c;
}
int main()
{int& ret = Add(1, 2);Add(3, 4);cout << "Add(1, 2) is :" << ret << endl;return 0;
}

运行结果：

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并不是我们需要的结果，这是为什么呢？

主函数中，首先调用的是函数Add(1,2)，此函数函数调用结束后，该函数对应的栈空间就被回收了，也就是说Add函数中c变量就没有意义了。中ret引用Add函数返回值实际应用的就是一块已经被释放的空间。
然后调用Add(3,4)函数，此函数函数调用结束后，该函数对应的栈空间就被回收了，也就是说Add函数中c变量就没有意义了。注意：空间被收回是说空间不能使用了，但是空间本身还在，而ret引用的c的位置被修改成了7，因此ret的值就被修改了。

关于引用返回需要强调的是：

函数运行时，系统需要给该函数开辟独立的栈空间，用来保存该函数的形参、局部变量以及一些寄存信息等
函数运行结束后，该函数的栈空间就会被系统收回
空间被收回指的是这块栈空间暂时不能被使用，但是内存还在

注意：
如果函数返回时，出了函数作用域，如果返回对象还在(还没还给系统)，则可以使用引用返回，如果已经还给系统了，则必须使用传值返回。

传值、传引用效率比较

以值作为参数或者返回值类型，在传参和返回期间，函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回，而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝，因此用值作为参数或者返回值类型，效率是非常低下的，尤其是当参数或者返回值类型非常大时，效率就更低。

#include <time.h>
struct A { int a[10000]; };
void TestFunc1(A a) {}
void TestFunc2(A& a) {}
void TestRefAndValue()
{A a;// 以值作为函数参数size_t begin1 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc1(a);size_t end1 = clock();// 以引用作为函数参数size_t begin2 = clock();for (size_t i = 0; i < 10000; ++i)TestFunc2(a);size_t end2 = clock();// 分别计算两个函数运行结束后的时间cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
}int main()
{TestRefAndValue();return 0;
}

运行结果：

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性能比较：

#include <time.h>
struct A { int a[10000]; };
A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a; }
// 引用返回
A& TestFunc2() { return a; }
void TestReturnByRefOrValue()
{// 以值作为函数的返回值类型size_t begin1 = clock();for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)TestFunc1();size_t end1 = clock();// 以引用作为函数的返回值类型size_t begin2 = clock();for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)TestFunc2();size_t end2 = clock();// 计算两个函数运算完成之后的时间cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}int main()
{TestReturnByRefOrValue();return 0;
}