C++中引用的本质分析
1，引用的意义：
1，引用作为变量别名而存在，因此在一些场合可以代替指针；
1，变量的另一个表现形式；
2，交换函数时，可代替指针；
2，引用相对于指针来说具有更好的可读性和实用性；
1，指针类似手动挡车，引用类似于自动挡车；
3，引用实现交换函数；
1，函数中的引用形参不需要进行初始化；
1，调用函数的时候才初始化；
2，const 引用：
1，代码示例：
1 int a = 4; 2 const int& b = a; 3 int* p = (int*)&b; // 等价于取 a 的地址； 4 5 b = 5; // error，只读变量； 6 *p = 5; // ok，修改变量 a 的值；
2，在 c++ 中可以声明 const 引用；
3，const type& name = var；
1，只有这样一种方式，不想 const 指针有四种方式；
4，const 引用让变量拥有只读属性；
1，引用对象是常量还是变量可以决定其所能参与的操作，但对于引用本身 是不是一个常量未做限定；
2，因为引用对象可能是个非常量，所以允许通过其他途径改变它的值；
3，当使用常量对 const 引用进行初始化时，c++ 编译器会为常量值分配空间，并 将引用名作为这段空间的别名；
1，代码示例：
const int& b = 1; // ok，产生空间，值为 1，别名为 b，生成只读变量；
int* p = (int*)&b;
b = 5; // error，只读变量；
*p = 5; // ok，修改变量 a 的值；
1，这个分配的空间的别名是一个临时变量；
2，结论：
1，使用常量对 const 引用初始化后将生成一个只读变量；
4，引用的特殊意义实例分析：
1，main.cpp 文件：
1 #include <stdio.h>
2
3 void example()
4 {
5 printf("example:\n");
6
7 int a = 4;
8 const int& b = a; // 只读变量；
9 int* p = (int*)&b;
10
11 //b = 5; // error: assignment（赋值） of read-only reference 'b'；
12
13 *p = 5;
14
15 printf("a = %d\n", a); // a = 5；
16 printf("b = %d\n", b); // b = 5；
17 }
18
19 void demo()
20 {
21 printf("demo:\n");
22
23 const int& c = 1; // 只读变量；
24 int* p = (int*)&c;
25
26 //c = 5; // error: assignment（赋值） of read-only reference 'b'；
27
28 *p = 5;
29
30 printf("c = %d\n", c); // c = 5；
31 }
32
33 int main(int argc, char *argv[])
34 {
35 example();
36
37 printf("\n");
38
39 demo();
40
41 return 0;
42 }
2，结论：
1，要使一个已经存在的变量拥有只读属性，变成只读变量，定义一个 const 引用即可；
5，引用有自己的存储空间吗？
1，代码示例：
1 struct tref
2 {
3 char& r;
4 };
5
6 printf("sizeof(tref) = %d\n", sizeof(tref));
6，引用的思考编程实验：
1，main.cpp 文件：
1 #include <stdio.h>
2
3 struct tref
4 {
5 char& r; // 定义引用 r；
6 };
7
8 int main(int argc, char *argv[])
9 {
10 char c = 'c';
11 char& rc = c;
12 tref ref = { c }; // r 引用 c；
13
14 printf("sizeof(char&) = %d\n", sizeof(char&)); // 1；这里求对应的变量大小；
15 printf("sizeof(rc) = %d\n", sizeof(rc)); // sizeof(rc) => 1；
16
17 printf("sizeof(tref) = %d\n", sizeof(tref)); // 4；
18 printf("sizeof(ref.r) = %d\n", sizeof(ref.r)); // sizeof(c) => 1；
19
20 return 0;
21 }
7，引用在 c++ 中的内部实现是一个指针常量：
1，type& name <==> type* const name；
2，void f(int& a) void f(int* const a)
{ {
a = 5; <==> *a = 5; // 内部实现是这样；
} }
3，c++ 编译器在编译过程中用指针常量作为引用的内部实现，因此引用所占用 的空间大小与指针相同；
4，从使用的角度，引用只是一个别名，c++ 为了实用性而隐藏了引用的存储空 间这一细节；
8，引用的存储空间：
1，main.cpp 文件：
1 #include <stdio.h>
2
3 struct tref
4 {
5 char* before;
6 char& ref;
7 char* after;
8 };
9
10 int main(int argc, char* argv[])
11 {
12 char a = 'a';
13 char& b = a;
14 char c = 'c';
15
16 tref r = {&a, b, &c};
17
18 printf("sizeof(r) = %d\n", sizeof(r)); // 12；
19 printf("sizeof(r.before) = %d\n", sizeof(r.before)); // 4；
20 printf("sizeof(r.after) = %d\n", sizeof(r.after)); // 4；
21 printf("&r.before = %p\n", &r.before); // 0xbf8a300c；
22 printf("&r.after = %p\n", &r.after); // 0xbf8a3014；
23
24 return 0;
25 }
9，c++ 中的引用旨在大多数情况下代替指针：
1，功能性：可以满足多数需要使用指针的场合；
2，安全性：可以避开由于指针操作不当而带来的内存错误；
3，操作性：简单易用，又不失功能强大；
10，函数返回引用实例分析：
1，main.cpp 文件：
1 #include <stdio.h>
2
3 int& demo() // int* const demo()
4 {
5 int d = 0; // warning: reference to local variable 'd' returned；
6
7 printf("demo: d = %d\n", d); // d = 0；
8
9 return d; // return &d;，返回局部变量地址是不可以的；
10 }
11
12 int& func()
13 {
14 static int s = 0;
15
16 printf("func: s = %d\n", s); // s = 0；
17
18 return s;//这里是可以的；return &s;，地址不会因为函数返回而被摧毁；
19 }
20
21 int main(int argc, char* argv[])
22 {
23 int& rd = demo();
24 int& rs = func();
25
26 printf("\n");
27 printf("main: rd = %d\n", rd); rd = 13209588；
28 printf("main: rs = %d\n", rs); rs = 0；
29 printf("\n");
30
31 rd = 10; // 对栈上已经释放的四个字节进行操作赋值，没意义；
32 rs = 11;
33
34 demo(); // d = 0； 每次调用都会被重建；
35 func(); // s = 11；
36
37 printf("\n");
38 printf("main: rd = %d\n", rd); // rd = 13209588；
39 printf("main: rs = %d\n", rs); // rs = 11；
40 printf("\n");
41
42 return 0;
43 }
1，引用能在最大程度上避开内存操作错误，但是不能够寄希望于完全避 免，因为它本质是指针；
11，小结：
1，引用作为变量别名而存在旨在代替指针；
2，const 引用可以使得变量只有只读属性；
1，可以避开误对变量赋值；
3，引用在编译器内部使用指针常量实现；
4，引用的最终本质为指针；
5，引用可以尽可能的避开内存错误；