C++的引用概念及用法

1.引用的概念及用法
引用：给一个已经定义的变量重新起一个别名。
表示方式和指针相似，不同的是用&代替了*，对引用的操作与对变量直接操作完全一样。
表示方式：类型 &引用变量名 = 已定义过的变量名;
引用的特点:
1. 一个变量可取多个别名
2. 引用必须初始化
3. 引用只能在初始化的时候引用一次，不能改变为再引用其他的变量。因为引用变量若改为其他变量，就相当于将之前被引用的变量的值改为此处的值。

2.引用做参数
①大家都知道普通的函数传参的话，形参是临时变量。形参是实参的一份临时拷贝，对拷贝的内容进行修改，并不会改变原先的内容。

void Swap(int p, int q)
{
    int tmp;
    tmp = p;
    p = q;
    q = tmp;
}

int main()
{
    int a = 10, b = 20;
    printf("a = %d ,b = %d\n", a, b);//10 ,20
    Swap(a, b);
    printf("a = %d ,b = %d\n", a, b);//10, 20
    return 0;
}

②引用传参，形参是引用类型，则形参是实参的别名。虽是别名，但是指的是一个东西，形参和实参是一块地址。因此，形参变实参也会变。如若传参不希望改变实参的值，可以给形参添加const限定修饰符。

void Swap(int& p, int& q)
{
    int tmp;
    tmp = p;
    p = q;
    q = tmp;
}

int main()
{
    int a = 10, b = 20;
    printf("a = %d ,b = %d\n", a, b);//10 ,20
    Swap(a, b);
    printf("a = %d ,b = %d\n", a, b);//20,10
    return 0;
}

③指针传参的话，形参改变，实参的值也会被改变。实参传递的是自己的地址，形参指向实参的地址，对形参解引用就是实参的值，进而对实参进行修改。

void Swap(int *p, int *q)
{
    int tmp;
    tmp = *p;
    *p = *q;
    *q = tmp;
}

int main()
{
    int a = 10, b = 20;
    printf("a = %d ,b = %d\n", a, b);//10 ,20
    Swap(&a, &b);
    printf("a = %d ,b = %d\n", a, b);//20,10
    return 0;
}

④指针传参和引用传参的效率比较

void PointSwap(int *p, int *q)
{
    int tmp;
    tmp = *p;
    *p = *q;
    *q = tmp;
}

void QuoteSwap(int& p, int& q)
{
    int tmp;
    tmp = p;
    p = q;
    q = tmp;
}

int main()
{
    int a = 10, b = 20;
    int point_func_begin,point_func_end;
    int quote_func_begin,quote_func_end;
    cout << "a = " << a << " ,b = " << b << endl;
    point_func_begin = GetTickCount();
    for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    {
        PointSwap(&a, &b);
    }
    point_func_end = GetTickCount();
    quote_func_begin = GetTickCount();
    for (int i = 0; i < 1000000; i++)
    {
        QuoteSwap(a, b);
    }
    quote_func_end = GetTickCount();
    cout << "a = " << a << ", b = " << b << endl;
    //各机器所用时间数据可能有所不同，但相同的是在调用引用函数明显比指针函数更省时间
    cout << "point func time = " << point_func_end - point_func_begin << endl;//16ms
    cout << "quote func time = " << quote_func_end - quote_func_begin << endl;//31ms
    return 0;
}

3.引用做返回值

int& Add(int a, int b)
{
    int result = a + b;
    return result;
}

int main()
{
    int ret;
    ret = Add(10, 20);
    printf("%d\n", ret);
    return 0;
}

4.汇编层看引用的特性
第一个图没有采用引用做返回值，第二个图用引用做返回值

关于最后dword ptr指令：
dword 双字 就是四个字节
ptr pointer缩写 即指针
[ ]里的数据是一个地址值，这个地址指向一个双字型数据

第一个图mov eax，dword ptr [result]
就是把result地址指向的双字内容赋给eax
第二个图 lea eax ，[result]
lea取有效地址指令 （Load Effective Address ),把result的地址给eax

5.引用和指针的区别
引用只能在定义时初始化一次，之后不能改变指向其它变量（从一而终）；指针变量的值可变。
引用必须指向有效的变量，指针可以为空。
sizeof指针对象和引用对象的意义不一样。sizeof引用得到的是所指向的变量的大小，而sizeof指针是对象地址的大小。
指针和引用自增(++)自减(–)意义不一样。
相对而言，引用比指针更安全。