一文详解C++中的引用与关键字auto
作者:匿名者Unit
一.引用
1.引用的概念
引用就是给一个已经存在的变量取一个别名,与变量共用一段内存空间。注意引用的类型必须和变量类型相同,来演示下引用如何使用。
#include <iostream> using namespace std; int main() { int a = 1; int& b = a; int& c = b; int& d = c; cout << &a << endl; cout << &b << endl; cout << &c << endl; cout << &d << endl; return 0; }
如上面的代码所示:我们给a取了个别名b,给b取别名c…也就是b是a的引用,c是b的引用…。其实b,c,d都代表着a,它们都共用着一块内存空间。
如下图所示:
2.引用的使用和问题
引用的注意事项:
- 引用必须初始化
- 引用不能更改
- 一个变量可以有多个引用
引用可以作为函数的参数也可以做返回值,在之前学习C语言我们常使用指针传参,也就是传址调用来改变外部变量的值。学习引用后,我们只用引用传参就会特别方便。
当返回引用时,就会引出很多问题,这里我们来解析下下面的代码:
int& Add() { int n = 0;//静态变量static int a = 0; n++; return n; } int main() { int ret=Add(); cout << ret << endl; return 0; }
n在Add函数中变为1,Add返回了n的引用,我们用变量ret来接收n的引用也就是n的值,但是有个问题就是——n在出Add函数后,函数栈帧如果被清理的话,函数返回引用找到的值就会是随机值。如果栈帧没有被清理,那ret侥幸是正确的1。为了避免这种情况我们可以将Add函数的n设为静态变量。
为了验证,我们再看一下面的代码:
int& Add(int x) { int n = x; n++; return n; } int main() { int& ret=Add(10); cout << ret << endl; Add(20); rand(); cout << ret << endl; return 0; }
假设出Add函数后栈帧不破坏那打印结果就是11\n21,但是我们调用个函数,模拟函数栈帧破坏的情况,那结果是不是像我们预想的那样为随机值呢。
总结
引用传参适合大部分的情况
将引用返回值时需要注意引用对象还是否出函数是否还存在。
下面我们来看引用使用场景及其优点:
1.引用做参数-(输出型参数)
2.引用做参数-(减少拷贝提高效率) (大对象/深拷贝类对象)
3.引用做返回值-(减少拷贝提高效率) (大对象/深拷贝类对象)
4.引用做返回值-修改返回值+获取返回值
接下来再讲一下常引用、引用权限的放大、缩小、平移:
int func() { stctic int a=0; a++; return a; } int main() { //引用的权限可以平移和缩小不可以放大 int a = 0; int& b = a;//平移 const int& c = a;//缩小 ++a; ++c;//放大 const int a = 10; int& b = a;//只能给变量取别名 double c = 3.14; int& d = c;//引用的类型需要匹配 const int& e = c;//类型转换会创建临时变量 临时变量具有常量性质 int& ret=func();//权限放大 return 0; }
语法层面上引用不会开空间知识对变量取得一个别名,而从底层汇编指令来看的话引用是类似指针的方式使用的。
3.引用与指针的比较
引用和指针有许多不同点:
- 引用需要初始化,指针不要求
- 引用不能修改,指针可以
- 有空指针,没有空引用
- 引用更为安全,指针可能出现野指针和越界等情况
- 在sizeof中引用是类型的字节大小,指针是根据机器位数来判断字节个数
- 引用在语法上定义一个变量的别名,指针储存一个变量的地址
- 有多级指针没有多级引用
- 指针需要根据地址解引用访问,引用是编译器自己处理的
二.关键字auto
auto可以自动识别类型,当类型过于复杂冗长时,auto使用起来非常的方便。
int main() { int a = 1; auto b = 10; auto c = 3.14; }
在同一行定义多个变量时,需要注意同一行的变量类型要一致,不然auto无法正确识别:
int main() { auto a = 1, b = 2; auto c = 3, d = 4.0;//类型不同 }
auto还不能作为函数的参数以及定义数组
auto还有个重要的应用——范围for循环
他提供了一种更简便的for遍历的方法根据冒号”:”分为两部分:第一部分是范围内用于迭代的变量,第二部分则表示迭代的范围。
int main() { int arr[] = { 0,1,2,3,4,5,6 }; for (auto x : arr) cout << x << endl; }
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