第九章引用

第九章引用 9.1 引用的概念 9.2 引用的操作 9.3 什么能被引用 9.4 用引用传递函数参数 9.5 返回多个值

引言 C++中包含了一个称为引用的特性，它允许程序来负责确定把参数传递给函数的方法。

9.1 引用的概念 定义：引用是个别名，当建立引用时，程序用另一个变量或对象（目标）的名字初始化它。从那时起引用作为目标的别名而使用，对引用的改动实际就是对目标的改动。格式：为建立引用，先写上目标的类型，后跟引用运算符“&”，然后是引用的名字。引用能使用任何合法变量名。补：目标类型名 &引用名=目标变量名;

例：引用一个整形变量： int someInt; int &rInt=someInt; 注意：（1）引用不是值，不占存储空间，声明引用时，目标的存储状态不会改变。（2）引用只有声明，没有定义。（3）引用名用目标变量名来初始化。以后，无论改变目标变量名还是引用名，实际上都是指目标变量名，两者的值都一样。（4）引用在声明时必须被初始化，否则会产生编译错误。

例1：建立和使用引用。 //ch9_1.cpp #include<iostream.h> void main() { int intOne; int &rInt=intOne; intOne=5; cout<<”intOne:”<<intOne<<endl; cout<<”rInt:”<<rInt<< endl; rInt=7; cout<<”intOne:”<<intOne<< endl; cout<<”rInt:”<<rInt<< endl; }

9.1 引用的概念(续1) 例1： (续) 结果： intOne：5 rInt:5 intOne:7 rInt:7

补充：引用运算符与地址操作符的区别 引用运算符与地址操作符使用相同的符号。尽管它们彼此相关，但它们不一样。（1）引用运算符只在声明的时候使用，它放在类型名后面。例：int& rInt=intone; （2）任何其他“&”的使用都是地址操作符。例：int *ip=&intone; cout<< &ip; （3）为了提高可读性，不应在同一行上同时声明引用、指针和变量。

9.2 引用的操作 如果程序寻找引用的地址，它只能找到所引用的目标的地址。

例1：取引用的地址。 //ch9_2.cpp #include<iostream.h> void main() {int intOne; int &rInt=intOne; intOne=5; cout<<”intOne:”<<intOne<<endl; cout<<”rInt:”<<rInt<<endl; cout<<”&intOne:”<<&intOne<<endl; cout<<”&rInt:”<<&rInt<<endl; }

9.2 引用的操作(续1) 例1： (续) 结果： intOne：5 rInt:5 &intOne:00F3：5300 &rInt:00F3：5300

9.2 引用的操作(续2) 说明：（1）C++没有提供访问引用本身地址的方法，因为它与指针或其他变量的地址不同，它没有任何意义。（2）引用一旦初始化，它就维系在一定的目标上，再也不分开。

例2：给引用赋新值。 //ch9_3.cpp #include<iostream.h> void main() {int intOne; int & rInt=intOne; intOne=5; cout<<”intOne:”<<intOne<<endl; cout<<”rInt:”<<rInt<<endl; cout<<”&intOne:”<<&intOne<<endl; cout<<”&rInt:”<<&rInt<<endl;

例2： (续1) int intTwo=8; rInt=intTwo; cout<<”intone:”<<intOne<<endl; cout<<”intTwo:”<<intTwo<<endl; cout<<”rInt:”<<rInt<<endl; cout<<”&intOne:”<<&intOne<<endl; cout<<”&intTwo:”<<&intTwo<<endl; cout<<”&rInt:”<<&rInt<<endl; }

例2： (续2) 结果： intOne：5 rInt:5 &intOne:0110:F150 &rInt:0110:F150 intOne:8 intTwo:8 rInt:8 &intOne:0110:F150 &intTwo:0110:F14E &rInt:0110:F150

9.2 引用的操作(续3) 说明：（1）在程序中，引用rInt被重新赋值为变量intTwo。从运行结果看出，rInt仍然维系在原intOne上，因为rInt与intOne的地址是一样的。（2）rInt=intTwo; 等价于intOne=intTwo; 小结：引用与指针有很大的差别，指针是个变量，可以把它再赋值成指向别处的地址，然而，建立引用时必须进行初始化并且决不会再关联其他不同的变量。

9.3 什么能被引用 若一个变量声明为T&，即引用时，它必须用T类型的变量或对象，或能够转换成T类型的对象进行初始化。如果引用类型T的初始值不是一个左值，那么将建立一个T类型的目标并用初始值初始化，那个目标的地址变成引用的值。例：下面的代码是合法的： double & rr=1;

9.3 什么能被引用(续1) 在这种情况下：（1）首先作必要的类型转换；（2）然后将结果置于临时变量；（3）最后，把临时变量的地址作为初始化的值。所以上面的语句解释为： double temp; temp=double(1); double & rr=temp;

9.3 什么能被引用(续2) 说明：（1）上面的语句中临时变量显式地表示出来，事实上，临时变量并不在存放局部变量的栈区。（2）由于指针也是变量。所以可以有指针变量的引用： int * a; int * &p=a; //表示int * 的引用p初始化为a int b=8; p=&b;

9.3 什么能被引用(续3) 注意：（1）对void 进行引用是不允许的。（2）不能建立引用的数组。（3）引用本身不是一种数据类型，所以没有引用的引用，也没有引用的指针。（4）引用不能用类型来初始化。

9.4 用引用传递函数参数 主要内容： 1. 引用传递函数 2. 引用存在的问题

1.引用传递参数 传递引用给函数与传递指针的效果一样，传递的是原来的变量或对象，而不是在函数作为域内建立变量或对象的副本。

与指针的比较： （1）在8.6节中，看到对swap(int,int)传值方式函数的调用不影响调用函数中的实参，结果并未达到交换数据的预想目的；（2）使用指针传递方式的swap（int *,int *）函数的调用，能够达到预定的目的，但是函数的语法相对传值方式来说比较累赘。首先，在swap()函数内需要重复传递引用(dereference)(* px),这容易产生错误且难于阅读。其次，调用函数需要传递变量地址，使swap()内部的工作对用户太过显然。而且还有swap(&x,&y)的形式会造成一种交换两个变量地址的错觉。

例：用引用改写swap()函数的定义及调用。 //ch9_4.cpp #include<iostream.h> void swap(int& rx,int& ry) ; void main() {int x=5; int y=6; cout<<”before swap,x:”<<x<<”,y:”<<y<<endl; swap(x,y); cout<<”after swap,x:”<<x<<”,y:”<<y<<endl; } void swap(int& rx,int& ry) //引用 {int temp; temp=rx; rx=ry; ry=temp; }

例：(续) 结果： before swap, x:5 ,y:6 after swap, x:6 ,y:5 说明：在主函数中，调用swap()函数的参数是x和y，简单地传递变量而不是它们的地址。而事实上，传递的是它们的地址。引用传递的内存布局与指针相仿，只是操作完全不同。每当使用引用时，C++就去求该引用所含地址中的变量值。

1.引用传递参数（续1） 优点：引用具有指针的威力，但是调用引用传递的函数时，可读性却比指针传递好。引用具有传值方式函数调用语句的简单性与可读性，但是威力却比传值方式强。

2.引用存在的问题 尽管引用可以表达清晰并让程序员负责了解如何传递参数，但是在有些情况下它们能隐藏错误。例：下面的代码在没有看到函数原型之前可能会误认为实参a和b是通过值来传递的，从而不能通过函数调用来修改它，而事实上却能够修改： int a =10; int b =20; swap(a,b);

2.引用存在的问题（续1） 说明：因为引用隐藏了函数所使用的参数传递的类型，所以无法从所看到的函数调用判断其是值传递还是引用传递。

9.5 返回多个值 函数只能返回一个值。如果程序需要从函数返回两个值怎么办？解决的办法之一是用引用给函数传递两个参数，然后由函数往目标中填入正确的值。因为用引用传递让函数改变原来的目标，这一方法实际上让函数返回两个信息。这一策略绕过了函数的返回值，使得可以把返回值保留给函数，作报告运行成败或错误原因用。引用和指针都可以用来实现这一过程。

例：下面的程序实际上返回了三个值，两个是引用，另一个是函数返回值：例：下面的程序实际上返回了三个值，两个是引用，另一个是函数返回值： //ch9_5.cpp #include<iostream.h> int Factor(int, int& ,int&); void main() { int number,squared,cubed,error; cout<<”Enter a number(0~20):”; cin>>number; error=Factor(number,squared,cubed); if(error) cout<<”Error encountered! \n”; else {cout<<”Number:”<<number<<endl; cout<<”Squared:”<<squared<<endl; cout<<”Cubed:”<<cubed<<endl;} }

例：（续） int Factor(int n, int& rSquared, int& rCubed) { if(n>20|| n<0) return 1; rSquared = n*n; rCubed =n*n*n; return 0; } 结果： Enter a number(0~20):3 Number :3 Squared :9 Cubed :27

9.5 返回多个值（续1） 说明： Factor()函数检查用值传递的第一参数。如果不在0~20的范围内，它就简单的返回错误值（假设程序正常返回为0）。程序所真正需要的值squared和cubed是通过改变传递给函数的引用返回的，而没有使用函数返回机制。

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