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C++ 引用
引用变量是一个别名，也就是说，它是某个已存在变量的另一个名字。
一旦把引用初始化为某个变量，就可以使用该引用名称或变量名称来指向变量。
引用必须在定义时初始化，并且一旦绑定到一个变量后，就不能再绑定到其他变量。
引用的语法如下：
int a = 10; int &ref = a; // ref 是 a 的引用
int &ref表示ref是一个int类型的引用。ref是a的别名，对ref的操作会直接作用于a。
C++ 引用 vs 指针
引用很容易与指针混淆，它们之间有三个主要的不同：
- 不存在空引用，引用必须连接到一块合法的内存。
- 一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。
- 引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。
- 引用的对象必须是一个变量，而指针必须是一个地址。
| 特性 | 引用 | 指针 |
|---|---|---|
| 定义与初始化 | 必须初始化，且不能为 null。 | 可以不初始化，可以在后续代码中指向其他对象，可以为 null。 |
| 语法 | 使用 & 声明，例如：int &ref = a; | 使用 * 声明，例如：int *ptr = &a; |
| 重新绑定 | 不能重新绑定，一旦初始化后始终引用同一个对象。 | 可以重新指向其他对象，例如：ptr = &b; |
| 空值（Nullability） | 不能为 null，必须绑定到有效的对象。 | 可以为 null，表示不指向任何对象。 |
| 内存占用 | 不占用额外内存（编译器通常将其优化为直接操作所引用的对象）。 | 占用额外内存（存储地址，通常是一个机器字长，如4字节或8字节）。 |
| 访问方式 | 直接使用，无需解引用操作符，例如：ref = 10; | 需要使用 * 解引用操作符访问或修改所指向的对象，例如：*ptr = 10; |
| 多级间接访问 | 不支持多级间接访问（不能有引用的引用）。 | 支持多级间接访问（如指针的指针：int **pptr;）。 |
| 函数参数传递 | 常用于函数参数传递，语法简洁，例如：void func(int &x) { x = 10; } | 也可以用于函数参数传递，但需要使用解引用操作符，例如：void func(int *x) { *x = 10; } |
| 数组与引用 | 不能直接创建引用数组，但可以创建数组的引用，例如：int (&ref)[10] = arr; | 可以创建指针数组，也可以创建指向数组的指针，例如：int *ptrArr[10]; |
| 安全性 | 更安全，不能为 null，且语法更直观。 | 更灵活，但容易出错（如空指针、野指针等）。 |
| 底层实现 | 通常通过指针实现，但编译器会优化为直接操作所引用的对象。 | 直接存储目标对象的内存地址。 |
C++ 中创建引用
试想变量名称是变量附属在内存位置中的标签，您可以把引用当成是变量附属在内存位置中的第二个标签。因此，您可以通过原始变量名称或引用来访问变量的内容。例如：
int i = 17;
我们可以为 i 声明引用变量，如下所示：
int& r = i; double& s = d;
在这些声明中，& 读作引用。
因此，第一个声明可以读作 "r 是一个初始化为 i 的整型引用"，第二个声明可以读作 "s 是一个初始化为 d 的 double 型引用"。
下面的实例使用了 int 和 double 引用：
实例
#include <iostream>
using namespace std;
int main ()
{
// 声明简单的变量
int i;
double d;
// 声明引用变量
int& r = i;
double& s = d;
i = 5;
cout << "Value of i : " << i << endl;
cout << "Value of i reference : " << r << endl;
d = 11.7;
cout << "Value of d : " << d << endl;
cout << "Value of d reference : " << s << endl;
return 0;
}
当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：
Value of i : 5 Value of i reference : 5 Value of d : 11.7 Value of d reference : 11.7
引用通常用于函数参数列表和函数返回值。下面列出了 C++ 程序员必须清楚的两个与 C++ 引用相关的重要概念：
| 概念 | 描述 |
|---|---|
| 把引用作为参数 | C++ 支持把引用作为参数传给函数，这比传一般的参数更安全。 |
| 把引用作为返回值 | 可以从 C++ 函数中返回引用，就像返回其他数据类型一样。 |