一、 引用
1.1 引用概念
引用（reference）是為變量起了另一個名字，而不是定義一個新變量。編譯器不會為引用變量開辟內存空間，它和它引用的變量共用同一塊內存空間。其使用形式如下：
類型& 引用變量名(對象名) = 引用實體；
eg:
int ival = 1024;
int &refVal = ival; // refVal 指向ival（是ival的另一個名字）
int &refVal2; // 報錯：引用必須被初始化
定義引用時，程序把引用和它的初始化綁定在一起，而不是將初始值拷貝給引用。一旦初始化完成，引用將和它的初始值對象一直綁定在一起。因為無法令引用重新綁定到另外一個對象，所以引用必須初始化。注意：引用類型必須和引用實體是同種類型的。
1.2 引用的特性
(1) 引用在定義式必須初始化；
（2）一個變量可以有多個引用；
（3）引用一旦引用一個實體，再不能引用其他實體；
1.3 引用的使用場景
1 做參數
void Swap(int& left, int& right)
{
int temp = left;
left = right;
right = temp;
}
2 做返回值
int& Count()
{
static int n = 0；
n++;
// ...
return n;
}
注意：如果函數返回時，出了函數作用域，如果返回對象還未還給系統，則可以使用引用返回，如果已經還給系統了，則必須使用傳值返回。
例如下面代碼就會出現問題。
int& Add(int a, int b)
{
int c = a + b;
return c;
}
int main()
{
int& ret = Add(1, 2);
Add(3, 4);
cout << "Add(1, 2) is :" << ret << endl;
system("pause");
return 0;
}
運行結果：
Add(1, 2) is :7
請按任意鍵繼續. . .
所以使用時注意作用域。
二、 傳值和傳引用的效率對比
先用以下代碼進行測試一下：
#include <time.h>
#include <iostream>
using namespace std;
struct A { int a[10000]; };
void TestFunc1(A a) {} // 傳值
void TestFunc2(A& a) {} // 傳引用
A a;
A Fun3() {
return a;
}
A &Fun4() {
return a;
}
void test1()
{
A a;
// 以值作為函數參數
size_t begin1 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc1(a);
size_t end1 = clock();
// 以引用作為函數參數
size_t begin2 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
TestFunc2(a);
size_t end2 = clock();
// 分別計算兩個函數運行結束后的時間
cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl;
cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl;
// 以值作為函數返回值
size_t begin3 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
Fun3();
size_t end3 = clock();
// 以引用作為函數返回值
size_t begin4 = clock();
for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
Fun4();
size_t end4 = clock();
// 分別計算兩個函數運行結束后的時間
cout << "Fun3 time:" << end3 - begin3 << endl;
cout << "Fun4 time:" << end4 - begin4 << endl;
}
int main()
{
test1();
system("pause");
return 0;
}
運行結果:
TestFunc1(A)-time:129 <-- 參數傳值
TestFunc2(A&)-time:2 <-- 參數傳引用
Fun3 time:336 <-- 返回值為值
Fun4 time:2 <-- 返回值為引用
請按任意鍵繼續. . .
從運行結果可見傳引用比傳值的效率高很多。因為，以值做為參數或者返回值類型，在傳參和返回期間，函數不會直接傳遞實參或者將變量本身直接返回，而是傳遞實參或者返回變量的一份臨時的拷貝，因此用值作為參數或者返回值類型，效率是非常低下的，尤其是當參數或者返回值類型非常大時，效率就更低。
三、 引用和指針的區別
在語法概念上引用就是一個別名，沒有獨立空間，和其引用實體共用同一塊空間。但是在底層實現上，引用是按指針的方式實現的。怎么體現呢，看匯編代碼。如下：
int main()
{
int a = 10;
int& ra = a;
ra = 20;
int* pa = &a;
*pa = 20;
return 0;
}
將上面簡單代碼進行反匯編：
可見：
在底層實現上：引用通過指針實現，定義一個引用類型變量相當於定義一個指針類型變量
語法上： 引用是別名，不是指針，沒有發生拷貝。
引用和指針的不同點:
1. 引用在定義時必須初始化，指針沒有要求
2. 引用在初始化時引用一個實體后，就不能再引用其他實體，而指針可以在任何時候指向任何一個同類型實體
3. 沒有NULL引用，但有NULL指針
4. 在sizeof中含義不同：引用結果為引用類型的大小，但指針始終是地址空間所占字節個數(32位平台下占4個字節)
5. 引用自加即引用的實體增加1，指針自加即指針向后偏移一個類型的大小
6. 有多級指針，但是沒有多級引用
7. 訪問實體方式不同，指針需要顯式解引用，引用編譯器自己處理
8. 引用比指針使用起來相對更安全
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