引用概念

在 C++ 中，引用 是一种与指针类似的概念，它允许通过另一种方式来访问变量。引用提供了一种便捷的方式来间接操作数据，而无需使用指针。引用必须在声明时进行初始化，并且一旦绑定到某个变量，就不能再改变引用的目标。

引用的基本用法

引用是某个变量的别名。通过引用访问变量时，修改引用会直接影响到原始变量。引用的声明方式为：

type& reference_name = variable_name;

示例：使用引用访问变量

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int a = 10;
    int& ref = a;  // ref 是 a 的引用

    cout << "a 的值: " << a << endl;  // 输出 a 的值
    ref = 20;  // 修改引用的值，也会修改 a 的值
    cout << "修改后的 a 的值: " << a << endl;  // 输出修改后的 a 的值

    return 0;
}

输出：

a 的值: 10
修改后的 a 的值: 20

在上述代码中，ref 是 a 的引用。通过修改 ref 的值，a 的值也随之改变，因为 ref 是 a 的别名。

引用的特点

• 引用必须初始化：引用在声明时必须绑定到一个已存在的变量。无法声明未初始化的引用。

• 引用不可更改：一旦引用绑定到某个变量，就不能再绑定到其他变量。

• 没有空引用：引用总是绑定到一个合法的变量，因此引用不能是空引用（与指针不同，指针可以为 nullptr）。

引用作为函数参数

引用常常用于函数参数，允许函数修改传入的参数值。这比使用指针更为简洁且易于理解，因为引用语法不像指针那样需要解引用（*）或检查空指针。

示例：通过引用传递参数

#include <iostream>
using namespace std;

void increment(int& num) {
    num++;  // 通过引用修改传入的参数
}

int main() {
    int a = 5;
    increment(a);  // 传递 a 的引用
    cout << "a 的值: " << a << endl;  // 输出修改后的 a 的值

    return 0;
}

输出：

a 的值: 6

在这个例子中，函数 increment 通过引用接收参数 num，修改了传入参数的值。由于是引用传递，a 的值在函数执行后发生了变化。

常量引用

常量引用是指引用所绑定的变量不可修改。常量引用用于避免拷贝大对象的同时，确保对象不会被修改。

示例：常量引用

#include <iostream>
using namespace std;

void printValue(const int& num) {
    cout << "传入值: " << num << endl;  // 不可修改 num
}

int main() {
    int a = 10;
    printValue(a);  // 传入 a 的常量引用

    return 0;
}

输出：

传入值: 10

在上述代码中，num 是 a 的常量引用，因此在函数 printValue 中，无法修改 num 的值。

引用与指针的比较

• 指针可以为空：指针可以指向 nullptr，而引用始终绑定到一个合法对象。
• 引用更安全：引用在初始化时必须绑定到一个有效变量，因此不会出现空引用的问题。
• 语法简洁：引用使用起来比指针更加简洁，代码更易于理解和维护。

小结

• 引用是变量的别名，用于间接访问和修改变量。
• 引用一旦绑定到变量，就不能再更改绑定的目标。
• 通过引用传递参数可以提高函数效率并避免不必要的拷贝。
• 常量引用确保了传入参数不可修改，适用于传递大对象时避免拷贝。

理解引用的使用能够提高代码的清晰度和性能，并帮助你写出更高效的 C++ 代码。