春暖花开
雪化了,花开了,春天来了
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最近看书,看到了引用,对其用法不是很了解。从各处汇总了一些知识,如下:
 

什么是引用

引用是某一变量(目标)的一个别名,对引用的操作与对变量直接操作完全一样。引用的声明方法:类型标识符 &引用名=目标变量名;
【例1】:

int a

int &ra=a; //定义引用ra, 它是变量a的引用,即别名

对引用的几点说明

1&在此不是求地址运算,而是起标识作用。

2)类型标识符是指目标变量的类型。

3)声明引用时,必须同时对其进行初始化。

4)引用声明完毕后,相当于目标变量名有两个名称,即该目标原名称和引用名,且不能再把该引用名作为其他变量名的别名。

   ra=1; 等价于 a=1;

5)声明一个引用,不是新定义了一个变量,它只表示该引用名是目标变量名的一个别名,它本身不是一种数据类型,因此引用本身不占存储单元,系统也不给引用分配存储单元。故:对引用求地址,就是对目标变量求地址。&ra&a相等

6)不能建立数组的引用。因为数组是一个由若干个元素所组成的集合,所以无法建立一个数组的别名。

引用的用途

引用的主要用途是为了描述函数的参数和返回值,特别是为了运算符的重载。

1、 引用作为参数

引用的一个重要作用就是作为函数的参数。以前的C语言中函数参数传递是值传递,如果有大块数据作为参数传递的时候,采用的方案往往是指针,因为这样可以避免将整块数据全部压栈,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(在某些特殊情况下又是必须的选择),就是引用。

【例2】:

void swap(int &p1, int &p2) / /此处函数的形参p1, p2都是引用
{ int p; p=p1; p1=p2; p2=p; }

为在程序中调用该函数,则相应的主调函数的调用点处,直接以变量作为实参进行调用即可,而不需要实参变量有任何的特殊要求。如:对应上面定义的swap函数,相应的主调函数可写为:

【例3】:

main( )

{

 int a,b;

 cin>>a>>b; // 输入a,b两变量的值

 swap(a,b); //直接以变量ab作为实参调用swap函数

 cout<<a<< ' ' <<b; //输出结果

}

上述程序运行时,如果输入数据10 20并回车后,则输出结果为20 10

由【例2】可看出:

1)传递引用给函数与传递指针的效果是一样的。这时,被调函数的形参就成为原来主调函数中的实参变量或对象的一个别名来使用,所以在被调函数中对形参变量的操作就是对其相应的目标对象(在主调函数中)的操作。

2)使用引用传递函数的参数,在内存中并没有产生实参的副本,它是直接对实参操作;而使用一般变量传递函数的参数,当发生函数调用时,需要给形参分配存储单元,形参变量是实参变量的副本;如果传递的是对象,还将调用拷贝构造函数。因此,当参数传递的数据较大时,用引用比用一般变量传递参数的效率和所占空间都好。

3)使用指针作为函数的参数虽然也能达到与使用引用的效果,但是,在被调函数中同样要给形参分配存储单元,且需要重复使用"*指针变量名"的形式进行运算,这很容易产生错误且程序的阅读性较差;另一方面,在主调函数的调用点处,必须用变量的地址作为实参。而引用更容易使用,更清晰。

如果既要利用引用提高程序的效率,又要保护传递给函数的数据不在函数中被改变,就应使用常引用。

2、 引用作为返回值

如果一个函数返回了引用,那么该函数的调用也可以被赋值。这里有一函数,它拥有两个引用参数并返回一个双精度数的引用:

【例4

double &max(double &d1,double &d2)

{

return d1>d2?d1:d2;

}

由于max()函数返回一个对双精度数的引用,那么我们就可以用max() 来对其中较大的双精度数加1

max(x,y)+=1.0;

Effecitve c++中指出,当你必须返回一个对象时不要试图返回一个引用。这又是为什么呢?我看了一下它的解释

考虑一个代表有理数的类,包含一个将两个有理数相乘的函数:

class Rational {

public:

Rational(int numerator = 0,               // see Item 24 for why this

          int denominator = 1);            // ctor isn't declared explicit

 ...

private:

int n, d;                              // numerator and denominator

friend   const Rational                        // see Item 3 for why the

     operator*(const Rational& lhs,         // return type is cons

               const Rational& rhs);

};

operator* 的这个版本以传值方式返回它的结果,而且如果你没有担心那个对象的构造和析构的代价,你就是在推卸你的专业职责。如果你不是迫不得已,你不应该为这样的一个对象付出成本。所以问题就在这里:你是迫不得已吗?

哦,如果你能用返回一个引用来作为代替,你就不是迫不得已。但是,请记住一个引用仅仅是一个名字,一个实际存在的对象的名字。无论何时只要你看到一个引用的声明,你应该立刻问自己它是什么东西的另一个名字,因为它必定是某物的另一个名字。在这个 operator* 的情况下,如果函数返回一个引用,它必须返回某个已存在的而且其中包含两个对象相乘的产物的 Rational 对象的引用。

当然没有什么理由期望这样一个对象在调用 operator* 之前就存在。也就是说,如果你有

Rational a(1, 2);                        // a = 1/2

Rational b(3, 5);                        // b = 3/5

Rational c = a * b;                      // c should be 3/10

似乎没有理由期望那里碰巧已经存在一个值为十分之三的有理数。不是这样的,如果 operator* 返回这样一个数的引用,它必须自己创建那个数字对象。

一个函数创建一个新对象仅有两种方法:在栈上或者在堆上。栈上的生成物通过定义一个局部变量而生成。使用这个策略,你可以用这种方法试写 operator*

const Rational& operator*(const Rational& lhs,   // warning! bad code!
                          const Rational& rhs)

{

  Rational result(lhs.n * rhs.n, lhs.d * rhs.d);

  return result;

}

你可以立即否决这种方法,因为你的目标是避免调用构造函数,而 result 正像任何其它对象一样必须被构造。一个更严重的问题是这个函数返回一个引向 result 的引用,但是 result 是一个局部对象,而局部对象在函数退出时被销毁。那么,这个 operator* 的版本不会返回引向一个 Rational 的引用——它返回引向一个前 Rational;一个曾经的 Rational;一个空洞的、恶臭的、腐败的,从前是一个 Rational 但永不再是的尸体的引用,因为它已经被销毁了。任何调用者甚至于没有来得及匆匆看一眼这个函数的返回值就立刻进入了未定义行为的领地。这是事实,任何返回一个引向局部变量的引用的函数都是错误的。(对于任何返回一个指向局部变量的指针的函数同样成立。)

那么,让我们考虑一下在堆上构造一个对象并返回引向它的引用的可能性。基于堆的对象通过使用 new 而开始存在,所以你可以像这样写一个基于堆的 operator*

const Rational& operator*(const Rational& lhs,  // warning! more bad

                          const Rational& rhs)   // code!

{

  Rational *result = new Rational(lhs.n * rhs.n, lhs.d * rhs.d);

  return *result;

}

哦,你还是必须要付出一个构造函数调用的成本,因为通过 new 分配的内存要通过调用一个适当的构造函数进行初始化,但是现在你有另一个问题:谁是删除你用 new 做出来的对象的合适人选?

即使调用者尽职尽责且一心向善,它们也不太可能是用这样的方案来合理地预防泄漏:

Rational w, x, y, z;

w = x * y * z; 

这里,在同一个语句中有两个 operator* 的调用,因此 new 被使用了两次,这两次都需要使用 delete 来销毁。但是 operator* 的客户没有合理的办法进行那些调用,因为他们没有合理的办法取得隐藏在通过调用 operator* 返回的引用后面的指针。这是一个早已注定的资源泄漏。

 似乎明白了一些:当你必须返回一个对象时不要试图返回一个引用。对于局部变量,返回其引用会造成错误。为了避免错误,我们应尽量不返回引用。

3、 常引用

const引用是指向const对象的引用:

const int ival = 1024;                                   

const int &refVal = ival;  // ok: both reference and object are const

int &ref2 = ival;            // error: non const reference to a const object

常引用声明方式:const 类型标识符 &引用名=目标变量名;

用这种方式声明的引用,不能通过引用对目标变量的值进行修改,从而使引用的目标成为const,达到了引用的安全性。

【例5】:

int a ;

const int &ra = a;

ra=1;  // 错误

a=1;  // 正确

这不光是让代码更健壮,也有些其它方面的需要。

【例6】: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( )"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。

引用型参数应该在能被定义为const的情况下,尽量定义为const

 

Const 引用与非const引用的区别

const引用只能绑定到与该引用同类型的对象。

const引用则可以绑定到不同但相关的类型的对象或绑定到左值。

指针和引用的差别

 1. 非空的差别任何情况下都不能使用指向空值的引用.一个引用必须总是指向某个对象不存在的指向空值的引用这个事实意味着使用引用的代码效率比使用指针要高

2. 合法性区别在使用引用之前不需要测试他的合法性.指针必须测试.

 3. 可修改区别 指针可以被重新赋值给另一个不同的对象.但是引用总是指向在初始化的时候被制定的对象,以后不能改变.但是指定的对象其内容可以改变应该使用指针的情况可能存在不指向任何对象的可能性 需要在不同的时刻指向不同的对象(此时,你能够改变指针的指向应该使用引用的情况如果总是指向一个对象并且一旦指向一个对象后就不会改变指向,使用此时应使用引用。

要首先好好理解指针和引用的区别 
   
指针与引用看上去完全不同(指针用操作符’*’’->’,引用使用操作符’.’),但是它们似乎有相同的功能。指针与引用都是让你间接引用其他对象。你如何决定在什么时候使用指针,在什么时候使用引用呢?

总的来说,在以下情况下你应该使用指针,一是你考虑到存在不指向任何对象的可能(在这种情况下,你能够设置指针为空),二是你需要能够在不同的时刻指向不同的对象(在这种情况下,你能改变指针的指向)。如果总是指向一个对象并且一旦指向一个对象后就不会改变指向,那么你应该使用引用。

还有一种情况,就是当你重载某个操作符时,你应该使用引用。最普通的例子是操作符[]。这个操作符典型的用法是返回一个目标对象,其能被赋值。

  vector<int> v(10); //建立整形向量(vector),大小为10

        //向量是一个在标准C库中的一个模板 [Page]

  v[5] = 10; // 这个被赋值的目标对象就是操作符[]返回的值

  如果操作符[]返回一个指针,那么后一个语句就得这样写:

  *v[5] = 10;

  但是这样会使得v看上去象是一个向量指针。因此你会选择让操作符返回一个引用
  当你知道你必须指向一个对象并且不想改变其指向时,或者在重载操作符并为防止不必要的语义误解时,你不应该使用指针。而在除此之外的其他情况下,则应使用指针 。

posted on 2008-10-12 21:18 Sandy 阅读(218) 评论(0)  编辑 收藏 引用

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