1.5　引用

1.引用是什么

對于習慣使用C語言進行開發的朋友們，在看到C++中出現的&符號后，可能會犯迷糊，雖然在C語言中這個符號代表取地址符，但是在C++中它卻有著不一樣的用途，代表著引用的意思。掌握C++的&符號，有利于增強代碼質量和提高代碼執行效率。

引用是一種變量類型，它用于為一個變量起一個別名。

引用的聲明方法是：

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類型標識符 &引用名=目標變量名;

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假設有一個變量a，想給它起一個別名r，可以這樣寫：

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int a;
int &r=a;

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定義引用r，它是變量a的引用，即別名。經過這樣的聲明后，a和r的作用都一樣，都代表著同一變量。a和r占用內存的同一個存儲單元，即具有同一地址。在聲明一個引用變量時，必須同時使之初始化，即聲明它代表哪個變量。函數執行期間，不可以將其再作為其他變量的引用。例1.9說明了引用的使用方法。

【例1.9】　引用的使用舉例。

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#include<iostream>
using namespace std;
int main(){
    int a=2;
    int &r=a;
    a=a+4;
    cout<<a<<" "<<r<<endl;     // 因為a和r的值會同時變化，所以a和r的值都是6。
    r=10;
    cout<<a<<" "<<r<<endl;     // r變了，a也會變，所以a和r的值都是10。
    return 0;
}

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程序的執行結果是：

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6 6
10 10

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例1.9中展示了引用與變量的關系。r是a的引用，a變了，r的值也跟著變；r變了，a的值也跟著變。

2.引用作為參數

引用一個重要的作用就是作為函數的參數。

【例1.10】　引用作為函數的參數舉例。

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#include<iostream>
using namespace std;
void Mmin1(int a,int b){
    int temp;
    if(a>b){
        temp=a;
        a=b;
        b=temp;
    }
}
void Mmin2(int &a,int &b){          // 引用作為函數的參數
    int temp;
    if(a>b){
        temp=a;
        a=b;
        b=temp;
    }
}
int main(){
    int a=30,b=20;
    Mmin1(a,b);                    // 
    cout<<a<<" "<<b<<endl;          // a、b的值保持不變。
    Mmin2(a,b);
    cout<<a<<" "<<b<<endl;          // a的值是20，b的值是30. a、b的值被修改了
    return 0;
}

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程序的執行結果是：

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30 20
20 30

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例1.10中定義了兩個求最小值的函數，其中Mmin1是將一般變量作為函數的參數，Mmin2則是將引用作為函數的參數。

將一般變量作為函數的參數，傳給形參的是變量的值，傳遞是單向的。如果在執行函數期間形參的值發生變化，并不傳回給實參。因為在調用函數時，形參和實參不是同一個存儲單元。

使用引用傳遞函數的參數時，在內存中并沒有產生實參的副本，而是對實參直接操作。當使用一般變量傳遞函數的參數時，當函數發生調用，需要給形參分配存儲單元，形參變量是實參變量的副本；如果傳遞的是對象，還將調用拷貝構造函數。因此，當參數傳遞的數據較大時，用引用比用一般變量傳遞參數的效率更高，所占空間更少。

使用指針作為函數的參數雖然也能達到與使用引用同樣的效果，但是在被調函數中同樣要給形參分配存儲單元，且需要重復使用“*指針變量名”的形式進行運算，這很容易產生錯誤且程序的閱讀性較差；另一方面，在主調函數的調用點處，必須用變量的地址作為實參，這些都不太方便。

綜上所述，引用是個有效率的選擇。

3.常引用

如果既要提高程序的效率，又要使傳遞給函數的數據不在函數中被改變，就應該使用常引用。常引用的聲明方式是：

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const 類型標識符 &引用名=目標變量名;

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用這種方式聲明的引用，不能通過引用對目標變量的值進行修改，在程序中使引用的目標成為const類型，從而保證了引用的安全性，如下所示：

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int a;
const int &r=a;
r=1;          // 錯誤
a=1;          // 正確

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假設有如下函數聲明：

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string func1();
void func2(string &s);

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那么下面的表達式都是非法的：

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func2(func1);
func2("hello");

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原因在于func1（）和"hello"都將產生一個臨時對象，而在C++中，這些臨時對象都是const類型的。因此，上面的表達式就是試圖將一個const類型的對象轉化為非const類型，這是非法的。

引用型參數應該在能被定義成const的情況下，盡量定義為const。