C++援用的意义与援用的实质【C#.Net教程】,c++,c

1、援用的意义

援用作为变量别号而存在，因而在一些场所能够替换指针，援用相对于指针来讲具有更好的可读性和实用性

// swap函数的完成对照
void swap(int& a, int& b)
{
    int t = a;
    a = b;
    b = t;
}

void swap(int* a, int* b)
{
    int t = *a;
    *a = *b;
    *b = t;
}

注重：
函数中的援用形参不须要举行初始化，初始化是在挪用的时刻完成的

2、特别的援用

const援用

在C++中能够声明const援用，细致用法以下：

const Type& name = var;

const援用让变量具有只读属性，这个只读属性是针对当前的这个别号，变量是能够经由历程别的体式格局举行修正

int a = 4;              // a是一个变量
const int  & b = a;     // b是a的一个援用，然则b具有只读属性
int * p = (int *)&b;    // p = &a
b = 5;     // err, 援用b 被const润饰，b是一个只读变量
a = 6;     // ok
printf("a = %d\n", a);
*p = 5;    // ok
printf("a = %d\n", a);

当运用常量对const援用举行初始化时，C++编译器会为常量值分派空间，并将援用名作为这段空间的别号

#include <stdio.h>
void Example()
{
    printf("Example:\n");  
    int a = 4;
    const int& b = a;
    int* p = (int*)&b;  
    //b = 5;    // b  
    *p = 5;   
    printf("a = %d\n", a);
    printf("b = %d\n", b);
}

void Demo()
{
    printf("Demo:\n");  
    const int& c = 1;
    int* p = (int*)&c;   
    //c = 5;
    *p = 5;
    printf("c = %d\n", c);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    Example(); 
    printf("\n");  
    Demo();
    
    return 0;
}

结论：
运用常量对const援用初始化后将发生一个只读变量

题目：援用有自身的存储空间吗？

struct TRef
{
    char& r;
}
printf("sizeof(TRef) = %d\n, sizeof(TRef));

考证顺序：

#include <stdio.h>

struct TRef
{
    char& r;        // 字符范例援用
};

int main(int argc, char *argv[])
{ 
    char c = 'c';
    char & rc = c;
    TRef ref = { c }; // 用C举行初始化, TRef.r 就是 c的别号了
    
    printf("sizeof(char&) = %d\n", sizeof(char&));     // char援用的大小，援用即变量自身，求所对应的变量自身的大小，即sizeof(char) = 1
    printf("sizeof(rc) = %d\n", sizeof(rc));        // rc是一个援用，即sizeof(c) = 1
    
    printf("sizeof(TRef) = %d\n", sizeof(TRef));    // sizeof(TRef) = 4
    printf("sizeof(ref.r) = %d\n", sizeof(ref.r));  // TRef.r是 c的别号，sizeof(c) = 1

    // sizeof(TRef) = 4
    // 指针变量自身也是占4个字节
    // 援用和指针的关联
    
    return 0;
}

3、援用的实质

援用在C++中的内部完成是一个 指针常量

注重：

1、C++编译器在编译历程顶用指针常量作为援用的内部完成，因而援用所占用的空间大小于指针雷同

2、从运用的角度，援用只是一个别号，C++为了运用性而隐蔽了援用的存储空间这一细节。

#include <stdio.h>

struct TRef
{
    char* before;     // 4字节
    char& ref;        // 4字节
    char* after;    // 4字节
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    char a = 'a';
    char& b = a;
    char c = 'c';

    TRef r = {&a, b, &c};

    printf("sizeof(r) = %d\n", sizeof(r));    // sizeof(r) = 12
    printf("sizeof(r.before) = %d\n", sizeof(r.before)); // sizeof(r.before) = 4
    printf("sizeof(r.after) = %d\n", sizeof(r.after));   // sizeof(r.after) = 4
    printf("&r.before = %p\n", &r.before);    // &r.before = 0xbuf8a300c
    printf("&r.after = %p\n", &r.after);    // &r.after  = 0xbuf8a3014

    /*
     0xbuf8a3014 - 0xbuf8a300c = 8
     before占了4个字节，所以ref也是占4个字节
    */
    return 0;
}

援用的意义：

C++中的援用旨在大多半的情况下替换指针

功能性：能够满足多半须要运用指针的场所

安全性：能够避开因为指针操纵不当带来的内存毛病

操纵性：简朴易用，又不失功能强大

然则

援用能够在大多半情况下防止内存的毛病，函数返回局部变量的援用，就没法防止了

#include <stdio.h>

int& demo()
{
    int d = 0;
    
    printf("demo: d = %d\n", d);
    
    return d;    // 实际上是返回了局部变量的地点，局部变量函数完毕就销毁了，返回毛病
}

int& func()
{
    static int s = 0;
    
    printf("func: s = %d\n", s);
    
    return s;    // 返回静态局部变量的地点，静态局部变量存储在全局区，函数完毕生命周期还在，返回胜利
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    int& rd = demo();    // rd 成为demo内里返回的局部变量d的别号，涌现正告，然则经由历程编译
    int& rs = func();    // rs 成为静态局部变量 s 的别号
    
    printf("\n");
    printf("main: rd = %d\n", rd);    // rd = 13209588,rd代表的是一个不存在的变量，现在是一个野指针
    printf("main: rs = %d\n", rs);    // rs = 0
    printf("\n");
    
    rd = 10;
    rs = 11;        // 经由历程rs改变了静态局部变量s的值
    
    demo();            // d = 10
    func();            // s = 11
    
    printf("\n");
    printf("main: rd = %d\n", rd);    // rd = 13209588
    printf("main: rs = %d\n", rs);    // rs = 11
    printf("\n");
    
    return 0;
}

4、小结