關于"引用"的幾點說明介紹
一、引用的基本知識
引用就是某一變量(目標)的一個別名,對引用的操作與對變量直接操作完全一樣。引用的聲明方法:類型標識符 &引用名=目標變量名; 說明:
(1)&在此不是求地址運算,而是起標識作用。
(2)類型標識符是指目標變量的類型。
(3)聲明引用時,必須同時對其進行初始化。
(4)引用聲明完畢后,相當于目標變量名有兩個名稱,即該目標原名稱和引用名,且不能再把該引用名作為其他變量名的別名。
int a,&ra=a;a為目標原名稱,ra為目標引用名。給ra賦值:ra=1; 等價于 a=1;
(5)聲明一個引用,不是新定義了一個變量,它只表示該引用名是目標變量名的一個別名,它本身不是一種數(shù)據(jù)類型,因此引用本身不占存儲單元,系統(tǒng)也不給引用分配存儲單元。故:對引用求地址,就是對目標變量求地址。&ra與a相等。
(6)不能建立數(shù)組的引用。因為數(shù)組是一個由若干個元素所組成的集合,所以無法建立一個數(shù)組的別名。
例如: Point pt1(10,10);
Point &pt2=pt1; 定義了pt2為pt1的引用。通過這樣的定義,pt1和pt2表示同一對象。
需要特別強調的是引用并不產(chǎn)生對象的副本,僅僅是對象的同義詞。因此,當下面的語句執(zhí)行后:
pt1.offset(12,12);
pt1和pt2都具有(12,12)的值。
引用必須在定義時馬上被初始化,因為它必須是某個東西的同義詞。你不能先定義一個引用后才
初始化它。例如下面語句是非法的:
Point &pt3;
pt3=pt1;
那么既然引用只是某個東西的同義詞,它有什么用途呢?
下面討論引用的兩個主要用途:作為函數(shù)參數(shù)以及從函數(shù)中返回左值。
二、引用作為函數(shù)參數(shù)
1、傳遞可變參數(shù)
傳統(tǒng)的c中,函數(shù)在調用時參數(shù)是通過值來傳遞的,這就是說函數(shù)的參數(shù)不具備返回值的能力。
所以在傳統(tǒng)的c中,如果需要函數(shù)的參數(shù)具有返回值的能力,往往是通過指針來實現(xiàn)的。比如,實現(xiàn)
兩整數(shù)變量值交換的c程序如下:
void swapint(int *a,int *b)
{
int temp;
temp=*a;
*a=*b;
*b=temp;
}
使用引用機制后,以上程序的c++版本為:
void swapint(int &a,int &b)
{
int temp;
temp=a;
a=b;
b=temp;
}
調用該函數(shù)的c++方法為:swapint(x,y); c++自動把x,y的地址作為參數(shù)傳遞給swapint函數(shù)。
2、給函數(shù)傳遞大型對象
當大型對象被傳遞給函數(shù)時,使用引用參數(shù)可使參數(shù)傳遞效率得到提高,因為引用并不產(chǎn)生對象的
副本,也就是參數(shù)傳遞時,對象無須復制。下面的例子定義了一個有限整數(shù)集合的類:
const maxCard=100;
Class Set
{
int elems[maxCard]; // 集和中的元素,maxCard 表示集合中元素個數(shù)的最大值。
int card; // 集合中元素的個數(shù)。
public:
Set () {card=0;} //構造函數(shù)
friend Set operator * (Set ,Set ) ; //重載運算符號*,用于計算集合的交集 用對象作為傳值參數(shù)
// friend Set operator * (Set & ,Set & ) 重載運算符號*,用于計算集合的交集用對象的引用作為傳值參數(shù)
...
}
先考慮集合交集的實現(xiàn)
Set operator *( Set Set1,Set Set2)
{
Set res;
for(int i=0;i<Set1.card;++i)
for(int j=0;j>Set2.card;++j)
if(Set1.elems==Set2.elems[j])
{
res.elems[res.card++]=Set1.elems;
break;
}
return res;
}
由于重載運算符不能對指針單獨操作,我們必須把運算數(shù)聲明為 Set 類型而不是 Set * 。
每次使用*做交集運算時,整個集合都被復制,這樣效率很低。我們可以用引用來避免這種情況。
Set operator *( Set &Set1,Set &Set2)
{
Set res;
for(int i=0;i<Set1.card;++i)
{
for(int j=0;j>Set2.card;++j)
if(Set1.elems==Set2.elems[j])
{
res.elems[res.card++]=Set1.elems;
break;
}
}
return res;
}
三、引用作為返回值
如果一個函數(shù)返回了引用,那么該函數(shù)的調用也可以被賦值。這里有一函數(shù),它擁有兩個引用參數(shù)并返回一個雙精度數(shù)的引用:
double &max(double &d1,double &d2)
{
return d1>d2?d1:d2;
}
由于max()函數(shù)返回一個對雙精度數(shù)的引用,那么我們就可以用max() 來對其中較大的雙精度數(shù)加1:
max(x,y)+=1.0;
四、常引用
常引用聲明方式:const 類型標識符&引用名=目標變量名;
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,從而使引用的目標成為const,達到了引用的安全性。
【例】:
int a ;
const int &ra=a;
ra=1; //錯誤
a=1; //正確
這不光是讓代碼更健壯,也有些其它方面的需要。
【例】:假設有如下函數(shù)聲明:
string foo( );
void bar(string & s);
那么下面的表達式將是非法的:
bar(foo( ));
bar("hello world");
原因在于foo( )和"hello world"串都會產(chǎn)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類型的對象轉換為非const類型,這是非法的。
引用型參數(shù)應該在能被定義為const的情況下,盡量定義為const 。
五、引用和多態(tài)
引用是除指針外另一個可以產(chǎn)生多態(tài)效果的手段。這意味著,一個基類的引用可以指向它的派生類實例。
【例】:
class A;
class B:public A{……};
B b;
A &Ref = b; // 用派生類對象初始化基類對象的引用
Ref 只能用來訪問派生類對象中從基類繼承下來的成員,是基類引用指向派生類。如果A類中定義有虛函數(shù),并且在B類中重寫了這個虛函數(shù),就可以通過Ref產(chǎn)生多態(tài)效果。
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