概念
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。
使用方法
引用的聲明方法：類型標識符 &引用名=目標變量名；
與指針的區別
引用是C++對C語言的一個重要的擴展，與指針類似，但仍有一些不同點，主要分為以下幾點：
- 從內存上講，系統為指針分配內存空間，而引用與綁定的對象共享內存空間，系統不為引用變量分配內容空間（內容空間不是其自身空間，在C++內部實現是一個常指針，4字節）；
- 指針初始化以后可以更改指向對象，而引用定義的時候必須要初始化，且初始化以后不允許重新再綁定對象；
- 所以引用空間對象是直接訪問，指針訪問對象是間接；
- 如pa是指針，*pa就是引用；
引用應用
1.引用作為參數
引用的一個重要作用就是作為函數的參數。以前的C語言中函數參數傳遞是值傳遞，如果有大塊數據作為參數傳遞的時候，采用的方案往往是指針，因為這樣可以避免將整塊數據全部壓棧，可以提高程序的效率。但是現在（C++中）又增加了一種同樣有效率的選擇（在某些特殊情況下又是必須的選擇），就是引用。
例：數據交換(引用 使用方式）
#include<iostream> using namespace std; void swap(int &p1, int &p2) //此處函數的形參p1, p2都是引用 { int p; p = p1; p1 = p2; p2 = p; } int main( ) { int a, b; cin >> a>> b; //輸入a,b兩變量的值 swap(a, b); //直接以變量a和b作為實參調用swap函數 cout << a<< ' ' << b; //輸出結果
return 0; }
例：數據交換（指針使用方式）
#include<iostream> using namespace std; void swap(int *p1, int *p2) { int *p; p = p1; p1 = p2; p2 = p; } int main() { int a,b; cin>>a>>b; //輸入a,b兩變量的值 swap(&a, &b); return 0; }
優劣勢比較：
- 使用引用傳遞函數的參數，在內存中並沒有產生實參的副本，它是直接對實參操作；而使用一般變量傳遞函數的參數，當發生函數調用時，需要給 形參分配存儲單元，形參變量是實參變量的副本；如果傳遞的是對象，還將調用拷貝構造函數。因此，當參數傳遞的數據較大時，用引用比用一般變量傳遞參數的效 率和所占空間都好。
- 使用指針作為函數的參數雖然也能達到與使用引用的效果，但是，在被調函數中同樣要給形參分配存儲單元，且需要重復使用"*指針變量名"的 形式進行運算，這很容易產生錯誤且程序的閱讀性較差；另一方面，在主調函數的調用點處，必須用變量的地址作為實參。而引用更容易使用，更清晰。
2.常引用
使用方法：const 類型標識符 &引用名 = 目標變量名；
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a ;
const int &ra=a;
ra=1; //錯誤
a=1; //正確
return 0;
}
string foo( );
void bar(string & s);
//那么下面的表達式將是非法的：
bar(foo( ));
bar("hello world");
/* 原因在於foo( )和"hello world"串都會產生一個臨時對象，
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。*/
3.引用作為返回值
使用方法：
類型標識符 &函數名（形參列表及類型說明）
{函數體}
優勢：用引用返回一個函數值的最大好處是，在內存中不產生被返回值的副本。
例：f1 和 f2 兩個函數都是計算圓面積，返回不同類型的數值，f1 返回值，f2返回temp的引用。
#include <iostream.h>
float temp; //定義全局變量temp
float fn1(float r); //聲明函數fn1
float &fn2(float r); //聲明函數fn2
float fn1(float r) //定義函數fn1，它以返回值的方法返回函數值
{
temp = (float)(r * r * 3.14);
return temp;
}
float &fn2(float r) //定義函數fn2，它以引用方式返回函數值
{
temp = (float)( r * r * 3.14);
return temp;
}
void main() //主函數
{
float a = fn1(10.0); //第1種情況，系統生成要返回值的副本（即臨時變量）
float &b = fn1(10.0); //第2種情況，可能會出錯（不同 C++系統有不同規定）
//不能從被調函數中返回一個臨時變量或局部變量的引用
float c = fn2(10.0); //第3種情況，系統不生成返回值的副本
//可以從被調函數中返回一個全局變量的引用
float &d = fn2(10.0); //第4種情況，系統不生成返回值的副本
//可以從被調函數中返回一個全局變量的引用
cout << a << c << d;
}
！！！引用作為返回值，必須遵守以下規則：
1.不能返回局部變量的引用。主要原因是局部變量會在函數返回后被銷毀，因此被返回的引用就成為了"無所指"的引用，程序會進入未知狀態。
2.不能返回函數內部new分配的內存的引用。雖然不存在局部變量的被動銷毀問題，可對於這種情況（返回函數內部new分配內存的引用），又面臨其它尷尬局面。例如，被函數返回的引用只是作為一 個臨時變量出現，而沒有被賦予一個實際的變量，那么這個引用所指向的空間（由new分配）就無法釋放，造成memory leak。
3.可以返回類成員的引用，但最好是const。這條原則可以參照Effective C++[1]的Item 30。主要原因是當對象的屬性是與某種業務規則（business rule）相關聯的時候，其賦值常常與某些其它屬性或者對象的狀態有關，因此有必要將賦值操作封裝在一個業務規則當中。如果其它對象可以獲得該屬性的非常 量引用（或指針），那么對該屬性的單純賦值就會破壞業務規則的完整性。
4.引用作為左值時：
例：用返回引用的函數值作為賦值表達式的左值。
#include <iostream.h>
int &put(int n);
int vals[10];
int error = -1;
void main()
{
put(0) = 10; //以put(0)函數值作為左值，等價於vals[0]=10;
put(9) = 20; //以put(9)函數值作為左值，等價於vals[9]=20;
cout << vals[0];
cout << vals[9];
}
int &put(int n)
{
if (n>=0 && n<=9 ) return vals[n];
else
{
cout<<"subscript error"; return error;
}
}
5.一些操作符中，卻千萬不能返回引用：+-*/ 四則運算符。它們不能返回引用，主要原因是這四個操作符沒有side effect。
4.引用和多態
概念：引用是除指針外另一個可以產生多態效果的手段。這意味着，一個基類的引用可以指向它的派生類實例。
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，並且在B類中重寫了這個虛函數，就可以通過Ref產生多態效果。
5.指針的引用
下例有助理解指針方面的知識，指針的指針，指針的引用進行比較。
#include <iostream>
using namespace std;
struct Teacher
{
int age;
char name[64];
};
//指針的指針
int getTeacherWayFirst(Teacher **p)
{
Teacher *tmp = NULL;
if(p == NULL)
{
return -1;
}
tmp = (Teacher *)malloc(sizeof(Teacher));
if(tmp == NULL)
{
return -2;
}
tmp->age = 33;
*p = tmp;
}
//指針的引用
int getTeacherWaySecond(Teacher * &p)
{
p = (Teacher *)malloc(sizeof(Teacher));
if(p == NULL)
{
return -1;
}
p->age = 36;
}
//釋放分配的空間
void freeTeacher(Teacher *pT1)
{
if (pT1 == NULL)
{
return ;
}
free(pT1);
}
int main()
{
Teacher *pT1 = NULL;
getTeacherWayFirst(&pT1);
cout << pT1->age << endl;
freeTeacher(pT1);
getTeacherWaySecond(pT1);
cout << pT1->age << endl;
freeTeacher(pT1);
return 0;
}
總結
（1）在引用的使用中，單純給某個變量取個別名是毫無意義的，引用的目的主要用於在函數參數傳遞中，解決大塊數據或對象的傳遞效率和空間不如意的問題。
（2）用引用傳遞函數的參數，能保證參數傳遞中不產生副本，提高傳遞的效率，且通過const的使用，保證了引用傳遞的安全性。
（3）引用與指針的區別是，指針通過某個指針變量指向一個對象后，對它所指向的變量間接操作。程序中使用指針，程序的可讀性差；而引用本身就是目標變量的別名，對引用的操作就是對目標變量的操作。
（4）使用引用的時機。流操作符<<和>>、賦值操作符=的返回值、拷貝構造函數的參數、賦值操作符=的參數、其它情況都推薦使用引用。