1、引用
引用是給已經定義的變量一個別名，可以簡單理解成同一個變量的昵稱。既然是昵稱或者是別名，顯然它和原本的變量名有著同樣的效力。所以我們對別名進行修改，原本的變量值也一樣會發生變化。
我們通過符號&來表明引用，
比如下面這個例子，我們創建了a變量的一個引用b
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int a = 3;int &b = a;b++;cout << a << endl; |
由于b是a的一個引用，本質上來說它們是同一個變量，只不過名稱不同。所以我們對b修改，等價于對a進行同樣的修改。所以輸出的結果是4。
也就是說我們需要把引用變量和原變量當成是同樣的變量，只不過名稱不同，其中一個發生變化，另外一個一樣會生效。
看上去有些像是指針，因為創建指針也能有類似的效果：
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int a = 3;int *p = &a;*p++;cout << a << endl; |
但是引用和指針還是有些區別，這個問題在C++相關的面試當中經常會問到，也是作為基本功的考察之一。
首先一個區別是，引用必須在聲明的時候就進行初始化，沒辦法先聲明再賦值：
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int *pt; // 合法int &b; // 非法 |
從這個角度來說，引用更接近const指針，一旦與某個變量關聯就不能再指向其他變量：
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int &b = a;// 等價于int *const pt = &a; |
在這個例子當中，b等價于*pt。
如果我們輸出引用和原變量的地址，會得到同樣的結果：
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int a = 3;int &b = a;cout << &a << " " << &b << endl; |
2、函數引用傳遞
其實到這里有一個問題，既然引用只是別名，我們已經有了原本的變量名可以用了，又何必多此一舉創建變量的引用呢？
所以引用不是為了順序執行的邏輯創建的，一個最常見的使用場景就是函數參數傳遞的時候，可以設置函數接收的變量類型為引用。
如：
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void swap1(int& a, int& b) { int temp = b; b = a; a = temp;}void swap2(int a, int b) { int temp = b; b = a; a = temp;} |
我們創建了兩個swap函數，其中一個傳遞的參數是引用，另外一個就是普通的值傳遞。如果大家去分別調用這兩個函數進行嘗試，會發現swap2函數沒有生效。
因為值傳遞的時候，會發生拷貝，也就是說函數內部接受的其實是變量的拷貝。我們對于拷貝無論如何修改也不會影響原值，而傳引用就不一樣了。前面說過，引用和原變量是等價的。我們對引用進行修改等價于對原變量進行修改。
這樣的話，我們就可以實現在函數體內部對外部傳入的參數進行修改。在一些特殊的場景當中，非常方便。比如一些復雜的樹形數據結構，通過使用引用可以大大降低代碼的編寫難度。
除此之外，使用引用還有一個好處，既然我們傳遞的引用和原值是等價的。那么也就免去了拷貝變量的開銷，如果我們傳遞的是int，double這樣的變量還好，如果是一個包含大量元素的容器，如vector,set,map等，使用引用傳遞可以帶來明顯的效率提升，也會降低內存開銷。
3、引用與const
前文當中說過，我們可以讓函數接收一個引用變量，從而免去變量拷貝的開銷，達到提升程序運行效率的目的。
如果我們想要傳遞引用，但又不希望在函數內部對引用的變量進行修改，以免影響外部變量。我們可以使用常量引用，也就是加上const修飾符。
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double sqrt(const double &x); |
由于我們加上了const修飾符，當我們在函數內部對引用進行修改的時候，會觸發編譯器的報錯。一般來說，如果傳遞的只是基本類型的變量，我們其實沒有必要這么操作，直接值傳遞即可。這種做法一般用在傳遞一些大型結構體或者是大型容器的時候。
這里有一個小細節需要當心，由于我們傳遞的是引用，需要保證傳遞的參數是一個實參，而不是表達式。如這樣的代碼編譯時會報錯：
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double distance(double &x, double &y) { return sqrt(x * x + y * y);}int main() { double x = 3.0, y = 4.0; cout << distance(x + 3.0, y + 4.0);} |
報錯的原因在于，函數distance接收的是一個double類型的引用，而我們傳遞的卻是x+3這樣的表達式。顯然表達式沒有對應的引用。所以編譯器會報錯，告訴我們參數類型不匹配：
但神奇的是，如果我們把函數簽名稍微改一下，加上const修飾符，會發現報錯消失了：
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double distance(const double &x, const double &y) { return sqrt(x * x + y * y);} |
這并不是編譯器的bug，而是編譯器針對const引用做了特殊處理。當編譯器發現傳入的不是double類型的變量的時候，它會創建一個臨時的無名變量，將這個臨時變量初始化成x+3.0 ，然后再傳入這個臨時變量的引用。C++只會對const引用參數執行這個操作。
除了表達式之外，如果變量的類型不匹配也一樣會創建臨時變量。這些臨時變量只會在函數調用期間存在，函數運行結束之后，編譯器會將其刪除。
為什么會有這樣的設計呢？C++ Primer當中提供了這樣一個例子：
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void swapr(int &a, int &b) { int temp = b; b = a; a = temp;}long a = 3, b = 5;swapr(a, b); |
在早期C++沒有嚴格限制的情況下，這段代碼會發生什么呢？
由于類型不匹配，所以編譯器會創建兩個臨時的int變量，但它們初始化成3和5，再傳入函數當中。然后執行函數當中交換變量的邏輯，但問題是，我們交換的是兩個臨時變量，原變量并不會生效。
所以后來版本的C++優化了這個問題，禁止了傳遞引用時創建臨時變量。而當引用有const修飾時并不會對原值進行修改，并不會影響邏輯和結果，所以豁免了這個禁令。
4、const修飾符的優點
在函數簽名當中，如果要接收引用，我們要盡可能使用const，我們來看下這樣做的好處：
- 可以避免無意中修改數據
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可以處理
const和非const參數，否則，只能接受非const變量 - 可以接受臨時變量
到此這篇關于C++引用的使用與const修飾符的文章就介紹到這了,更多相關C++引用與const內容請搜索服務器之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持服務器之家！
這篇文章轉自公眾號：Coder梁（ID：Coder_LT）
