2.4 引用

引用是某個對象（即變量）的別名，即某個對象的替代名稱（相當一個人的第二名稱）。在C語言中沒有引用這一概念，它是C++引入的新概念。引用由符號&引導定義，形式如下：

類型 &引用名=變量名;

例如：

int i=9;      //L1
int &ir=i;     //L2

語句L2定義ir為i的別名，相當于i還有一個名字叫ir。對ir的操作就是對i的操作。

【例2-5】 引用的簡單例子。

//Eg2-5.cpp
#include<iostream.h>
void main(){
    int i=9;
    int& ir=i;
    cout<<"i= "<<i<<"  "<<"ir="<<ir<<endl;
    ir=20;
    cout<<"i="<<i<<"  "<<"ir="<<ir<<endl;
    i=12;
    cout<<"i="<<i<<"  "<<"ir="<<ir<<endl;
    cout<<"i的地址是："<<&i<<endl;
    cout<<"ir的地址是："<<&ir<<endl;
}

本程序的運行結果如下：

i= 9  ir=9
i=20  ir=20
i=12  ir=12
i的地址是：0x0012FF34
ir的地址是：0x0012FF34

從結果可以看出，ir和i其實是同一內存變量，對ir的操作實際就是對i的操作。

使用引用時需要注意以下幾個問題：① 在定義引用時，引用符&與指針運算符一樣，在類型和引用名之間的位置是靈活的，以下幾種定義完全相同。

int& ir=i； int & ir=i; int &ir=i;

② 在變量聲明時出現的&才是引用運算符（包括函數參數聲明和函數返回類型的聲明），其他地方出現的&都是地址操作符。

int i;
int &r=i;           //引用
int& f(int &i1,int &);    //引用參數，函數返回引用
int *p=&i;           //&取i的地址
cout<<&p;          //&取p的地址
cout<<&i;           //&取i的地址

③ 引用必須在定義時初始化，不能在定義完成后再給它賦值，為引用提供的初始值，可以是一個變量，也可以是另一個引用名；同一個變量可以定義多個引用。

float f;       //L1
float &fr;      //L2，錯誤，fr未初始化
float &r1=f;     //L3
float &r2=f;     //L4
float &r3=r1;     //L5

這樣定義后，r1、r2、r3都是f的別名，對它們的任何運算都是對f的運算。

④ 引用實際是一種隱式指針，但它與指針的用法存在區別。

【例2-6】 引用與指針的區別。

//Eg2-6.cpp
void main(){
    int i=9;     //L1
    int *pi=&i;    //L2
    int &ir=i;    //L3
    *pi=2;      //L4
    ir=8;       //L5
}

語句L1、L2、L3定義的變量情形如下所示：

pi是指針，ir是引用。語句L4是指針的解引用形式，把i所對應的內存值改為2。語句L5是引用的使用形式，把i對應的內存值改為8。

雖然引用實質上也是一種指針，但它與指針至少存在兩點區別：? 指針必須通過解引用運算符“*”才能訪問它所指向的內存單元，而引用不需要通過“*”就能夠訪問它所代表的內存單元，與普通變量的訪問方法差不多；? 指針是一個變量，可以對它重新賦值，讓它指向另外的地址，但引用必須在定義時進行初始化，并且一經定義就再也不能作為其他變量的引用了。

⑤ 當用&運算符獲取一個引用的地址時，實際取出的是引用對應的變量的地址。例如：

int i=9;
int &ir=i;
int *pi=&ir;

pi實際指向的是i，因為ir是i的別名，所以&ir將獲得i的內存地址。

⑥ 建立引用時，需要注意以下3個限制：不能建立引用的引用；不能建立引用數組，也不能建立數組的引用；可以建立指針的引用，但不能創建指向引用的指針。例如：

int i=0，a[10];
int &aa=a;     //錯誤，aa是數組的引用
int &ia[5];    //錯誤，ia是引用數組
int &*ip=i;     //錯誤，ip是指向引用的指針
int &&ii=i;     //錯誤，ii是引用的引用
int *pi=&i;
int *&pr=pi;    //正確，pr是指針的引用

⑦ 引用與左值。對于每個變量，都有兩個與它相關聯的值：左值和右值。左值是指變量對應的那塊內存區域的地址，是可以“放在賦值符號左邊的值”；右值是指變量對應的內存區域中存儲的數據值，是可以“放在賦值符號右邊的值”。

一般地，賦值語句的左邊必須是一個左值。當一個變量名放在賦值語句的左邊時，是對它的左值進行操作，即修改它對應的內存區域中的值；當變量放于賦值句的右邊或表達式中時，操作的是它的右值，即讀取變量對應的內存單元中的值進行相關運算。

常量、表達式都僅是一個右值，所以不能把它們放在賦值句的左邊。例如：

int i=1;
i=i+10;      //L1
i+10=i;      //L2，錯誤，i+10是一個右值，不能放在=的左邊
i=10;
10=i;       //L3，錯誤，右值不能放在=的左邊

語句L1盡管在“=”的兩邊都有i，但它們是有區別的。“=”左邊取的是i的內存地址（左值），右邊取的是i在對應內存中的值1（右值）。

引用是一個左值。也就是說，引用一定與某塊內存區域相對應，能夠放在賦值符“=”的左邊。在C++中，引用主要用來定義函數的參數和函數返回類型。因為引用只需要傳遞一個對象的地址，在傳遞大型對象的函數參數或從函數返回大型對象時，可以提高效率。