<C++实践系列>C++中的引用(reference)
作者：张笑猛

提交者：eastvc 发布日期：2003-11-22 14:44:07
原文出处：http://objects.nease.net/

1.简介

2.引用的语法

3.引用使用技巧
    3.1 引用和多态
    3.2 作为参数
    3.3 作为返回值
    3.4 什么时候使用引用

4. 参考资料

1.简介

    引用是C++引入的新语言特性。从语意上来说，引用就是一个变量的别名，就好象古代人的“字”和“号”，东坡居士和苏轼只是一个人的不同称呼。对引用的操作对变量产生的影响与对变量直接操作完全一样。例如：

int i = 0;
int & iRef = i;

iRef++;  // i = iRef = 1

    尽管引用不使用指针的操作符（*, ->）但是，它看上去跟指针好象并没有区别，而且就上面的例子而言，这个引用所产生的作用完全可以由指针完成。那么为什么C++中还要增加这样一个特性呢？引用显然应该具备指针不能完成的功能，否则它就失去了价值。这方面的探讨我们留到第3节。

2.引用的语法

在这里我们只讨论一些语法相关的问题。

·引用必须在定义的同时初始化

int i;
int & j;  // 错误，没有初始化。
int & k=i; // 正确

    这个例子有个很好的比喻，小时候小朋友间会互相起“外号”，这些外号在产生的时候总是有所指的，即针对一个具体的小朋友的。引用也一样，定义的时候，必须指明它是谁的别名。

·外部（extern）引用定义不必给出初值

extern int & i; // 正确，不必给出初值

·引用初始化后不能再使其成为其它变量的引用

int j, k;
int & i = j;
i = k;    // 错误，不能更改！

    引用类似一个常量指针(int * const p)，不能修改引用的指向。

·引用的地址

    假设有如下定义：

int j;
int & i = j;

    那么，&i应该是什么呢？是一个“引用的地址”么？答案是：no。&i = &j，就是j这个变量的地址。

3.引用使用技巧

3.1 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。例如：

class A;
class B: public A
{
   ...
};

B b;
A & aRef = b;    // 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aRef产生多态效果。

3.2 作为参数

    引用的一个重要作用就是作为函数的参数类型。C/C++的函数参数是传值的，如果有大对象（例如一个大的结构）需要作为参数传递的时候，以前的（C语言中）方案往往是指针，因为这样可以避免将整个对象全部压栈，可以提高程序的效率。但是现在（C++中）又增加了一种同样有效率的选择，就是引用。

    与指针类型的参数一样，引用不论指向什么类型的对象，作为参数传递的时候都是只压栈4个字节（在32位机上）。引用所占用的4字节大小是根据编译器产生的代码判断的，因为sizeof(a_reference)只能得到它所指向对象的大小。

    引用型参数应该在能被定义为const的情况下，尽量定义为const，这不光是让代码更健壮，也有些其它方面的需要，例如，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。

3.3 作为返回值

    引用作为返回值的时候，有一些规则必须遵守。这些规则包括：

• 不能返回局部变量的引用。这条可以参照Effective C++[1]的Item 31。主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了“无所指”的引用，程序会进入未知状态。
• 不能返回函数内部new分配的内存的引用。这条可以参照Effective C++[1]的Item 31。虽然不存在局部变量的被动销毁问题，可对于这种情况（返回函数内部new分配内存的引用），又面临其它尴尬局面。例如，被函数返回的引用只是作为一个临时变量出现，而没有被赋予一个实际的变量，那
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