c++:引用相关的的知识点

声明引用：

在声明引用时，需要使用&符号，同时必须初始化引用。

<类型>& <引用名称> = <所引用的对象>;

<类型>&<别名>=<原来的名字>。

可以通过修改引用的值（别名），来修改原始变量名的值。

例子：int& ref = variable;

#include <iostream>

int main() 
{
    int variable = 42;
    int& ref = variable;  // 声明引用并初始化
    ref = 56;  // 修改引用的值，同时也修改了原始变量的值

    std::cout << variable << std::endl;  // 输出：56

    return 0;
}

引用和指针的区别：

• 引用和指针都可以用来间接访问对象，但是有几点不同。
• 引用必须在声明时进行初始化，而指针可以在任何时候进行赋值和修改。
• 引用不是一个独立的对象，它只是原对象的别名；而指针是一个独立的对象，可以指向不同的对象。
• 引用不需要使用解引用运算符*来访问对象，而指针需要使用*运算符进行解引用。

#include <iostream>

int main()
{
    int variable = 42;
    int* ptr = &variable;  // 声明指针并初始化，指向变量variable
    int& ref = variable;  // 声明引用并初始化，指向变量variable

    *ptr = 56;  // 修改指针所指向的变量的值
    std::cout << variable << std::endl;// 输出：56

    ref = 78;  // 修改引用所指向的变量的值
    std::cout << variable << std::endl;  // 输出：78

    return 0;
}

引用作为函数参数：

• 引用经常被用作函数参数，可以传递大型对象并避免对象的复制。
• 在函数参数列表中，使用引用类型可以直接修改原始对象而不是传递副本。
• 函数参数的引用可以使用const关键字来避免对原始对象的修改。

• #include <iostream>
  
  void changeValue(int& ref) 
  {
      ref = 99;  // 修改引用所指向的变量的值
  }
  
  int main() 
  {
      int variable = 42;
      changeValue(variable);  // 传递变量的引用给函数
  
      std::cout << variable << std::endl;  // 输出：99
  
      return 0;
  }
  

  ---

引用作为函数返回值：

• 返回引用的函数可以用于返回函数内部创建的局部变量的引用。但需要注意返回的引用不应指向在函数内部声明的局部变量，因为局部变量在函数执行完毕后会被销毁。
• 如果返回函数内部的局部变量的引用，会导致悬空引用，访问悬空引用是错误的行为。

#include <iostream>

int& getVariable() 
{
    int variable = 42;
    return variable;  // 错误！不能返回局部变量的引用
}

int main() 
{
    int& ref = getVariable();  // 使用引用接收函数的返回值

    std::cout << ref << std::endl;  // 输出：未定义的值（非法操作！）

    return 0;
}

注释：在这个例子中，我们定义了一个函数getVariable，它返回一个整数的引用。然而，函数内部的变量variable是一个局部变量，当函数执行完毕后，该变量将被销毁。所以返回它的引用是错误的，会导致未定义行为。

常量引用

1. 定义常量引用：

   • 在引用声明时，可以在类型前加上const关键字，用来指示引用的对象是常量。例如：const int& ref = variable;
   • 常量引用可以绑定到常量对象，也可以绑定到非常量对象。

2. 不能修改常量引用所引用的对象：

   • 常量引用的主要特点是不能通过引用来修改所引用的对象的值。
   • 任何试图通过常量引用修改所引用对象的操作都将导致编译错误。

3. 优点：

   • 常量引用可以用于函数参数，用于避免函数对传入的参数进行修改。这样可以确保函数不会不小心修改调用者传递给它的对象。
   • 常量引用还可以用于避免不必要的对象复制，在函数参数传递或函数返回值时更加高效。

#include <iostream>

void printValue(const int& ref) 
{
    // ref引用的是常量，不可修改
    // ref = 10;  // 错误，不能修改常量引用所引用的对象
    std::cout << "The value is: " << ref << std::endl;
}

int main() 
{
    int variable = 42;
    const int& ref = variable;

    printValue(ref);  // 调用函数并传递常量引用

    return 0;
}