黄永峰《面向对象的程序设计》课外阅读之二－何为引用.pdf

课外阅读之二－何为 “引用”？ 黄永峰整理 一、引用的定义 引用就是某个目标变量的“别名”(alias)，对引用的操作与对变量直接 操作效果完全相同。申明一个引用的时候，切记要对其进行初始化。 引用声明完毕后，相当于目标变量名有两个名称，即该目标原名称和 引用名，不可以把该引用名作为其他变量名的别名（注：再次执行相 关操作只能是赋值，而不是改改变引用的对象）。声明一个引用，不 是新定义了一个变量，它只表示该引用名是目标变量名的一个别名， 系统也不给引用分配存储单元。因此，A a(){...;return *this;}//会调用 拷贝构造函数和析构函数；而A a(){...;return *this;}//不会调用拷贝 构造函数和析构函数。即当返回一个变量时，会产生拷贝。当返回一 个引用时，不会发生拷贝。 需要特别注意：当你想要返回一个引用而不是一个拷贝时，你要确保 这个引用的有效性，比如：int fun() { int a; a=10; return a; } 这样是不行的，因为a会在fun退出时被销毁，这时返回的a的引用是 无效的。因此，要返回一个引用时，“临时变量”不能是“临时”的，至 少得等函数外部使用完毕这个引用之后，才能销毁它。 二、返回引用的好处 （1）传递引用给函数与传递指针的效果是一样的。这时，被调函数 的形参就成为原来主调函数中的实参变量或对象的一个别名来使用， 所以在被调函数中对形参变量的操作就是对其相应的目标对象（在主 调函数中）的操作。 （2 ）使用引用传递函数的参数，在内存中并没有产生实参的副本， 它是直接对实参操作；而使用一般变量传递函数的参数，当发生函数 调用时，需要给形参分配存储单元，形参变量是实参变量的副本；如 果传递的是对象，还将调用拷贝构造函数。因此，当参数传递的数据 较大时，用引用比用一般变量传递参数的效率和所占空间都好。 （3 ）使用指针作为函数的参数虽然也能达到与使用引用的效果，但 是，在被调函数中同样要给形参分配存储单元，且需要重复使用*指 针变量名的形式进行运算，这很容易产生错误且程序的阅读性较差； 另一方面，在主调函数的调用点处，必须用变量的地址作为实参。而 引用更容易使用，更清晰。 三、何时使用 “引用”作为函数返回值类型 格式：类型标识符 函数名（形参列表及类型说明）{ //函数体 } 好处：在内存中不产生被返回值的副本；（注意：正是因为这点原因， 所以返回一个局部变量的引用是不可取的。因为随着该局部变量生存 期的结束，相应的引用也会失效，产生runtime error! 注意事项： （1）不能返回局部变量的引用。主要原因是局部变量会在函数返回 后被销毁，因此被返回的引用就成为了无所指的引用，程序会进入 未知状态。 （2 ）不能返回函数内部new分配的内存的引用。虽然不存在局部变 量的被动销毁问题，可对于这种情况（返回函数内部new分配内存的 引用），又面临其它尴尬局面。例如，被函数返回的引用只是作为一 个临时变量出现，而没有被赋予一个实际的变量，那么这个引用所指 向的空间（由new分配）就无法释放，造成memory leak。 （3 ）流操作符重载返回值申明为“引用”的作用： 流操作符和，这两个操作符常常希望被连续使用，例如：cout hello endl; 因此这两个操作符的返回值应该是一个仍然支持这 两个操作符的流引用。可选的其它方案包括：返回一个流对象和返回 一个流对象指针。但是对于返回一个流对象，程序必须重新（拷贝） 构造一个新的流对象，也就是说，连续的两个操作符实际上是针 对不同对象的！这无法让人接受。对于返回一个流指针则不能连续使 用操作符。因此，返回一个流对象引用是惟一选择。这个唯一选 择很关键，它说明了引用的重要性以及无可替代性，也许这就是C++ 语言中引入引用这个概念的原因吧。赋值操作符=。这个操作符象流 操作符一样，是可以连续使用的，例如：x = j = 10;或者(x=10)=100; 赋值操作符的返回值必须是一个左值，以便可以被继续赋值。因此引 用成了这个操作符的惟一返回值选择。