这是C++类一些重点难点知识笔记的第 四 篇，同专题的其他文章可以移步：https://www.jianshu.com/nb/39156122
引用变量被定义为一个变量的别名，即引用变量和其指向的变量代表同一个值，指向同一个存储单元，并且引用变量自从赋值起就已知跟着这个变量，不会再发生改变，也就是一个变量两个名字，所以更改其中的任何一个这个变量都会发生改变。
&符号可以指示变量的地址，同时它的另一个含义就是用来声明引用：
int genius;
int & me = genius;
这里的&不是地址运算符，而是类型标识符的一部分，就像int *是int类型的指针一样，int &是指向int的引用。上述声明将me和genius等价，它们指向相同的值和内存单元，就是说me就是genius，而genius就是me。
引用和指针
引用和指针貌似很相像，例如：
int genius = 100;
int & me = genius;
int * myself = &genius;
这样，神奇的事情来了：
me == *myself == genius
&me == myself == &genius
引用与指针也有区别，例如必须再声明时将引用的值初始化，不能像指针一样，先声明在赋值；而且引用变量一旦赋值将不会再更改，这一点更接近于const指针：
int & me = genius;
int * const myself = &genius;
从而，me == *myself
将引用用作函数参数
按值传递与按引用传递
- 按值传递：函数复制一份传入的值，然后对复制的数据进行操作，与被传入的数据无关
- 按引用传递：函数直接使用传入的数据，不对其进行拷贝，修改的内容会直接体现在原数据上，这一点可以轻松地使用引用变量完成，抑或通过使用指针传递变量的地址来完成
按值传递与按引用传递
例如，完成一个交换两个变量的值的函数：
按值传递
void swapByValue(int a, int b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
按引用传递：
void swapByReference(int & a, int & b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
按地址（指针）传递:
void swapByPoint(int * a, int * b)
{
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
三种函数的调用方式：
swapByValue(intA, intB);
swapByReference(intA, intB);
swapByPoint(&intA, &intB);
可以看出，按指针传递的声明方法和调用方法与其他两种均不同，需要在函数定义时告知传入的变量时 int* 类型，在调用时传入变量的地址 &intA 才可以；按值传递和按引用传递的调用方式相同，直接将变量名传入，只有在定义函数处才可以直到两者的不同，一个是按值传递，一个指出了是按地址传递 & int。
按引用传递的一个重要方面是被传入的值会被直接使用或者修改，例如：
int squareByValue(int a)
{
a *= a;
return a;
}
int squareByReference(int & a)
{
a *= a;
return a;
}
调用时会出现：
int a =2;
cout << squareByValue(a) << " = square of " << a; // 输出：4 = square of 2
cout << squareByReference(a) << " = square of " << a; // 输出：4 = square of 4
可见，按照引用传递时，被传入的变量的更改会影响到原始的变量。
将引用用于结构
声明一个结构
struct myStruct
{
int myInt;
double myDouble;
}
将引用用于结构
将结构的引用作为参数传递非常简单，同时需要注意的是最好使用引用作为返回值。否则的话，函数需要先将待返回的结构体赋予一个临时变量，然后将这个临时变量返回，这是非常耗费时间和空间的。所以应该像这样使用它们：
myStruct & sum(myStruct & target, const myStruct & source)
{
target.myInt += source.myInt;
target.myDouble += source.myDouble;
return target;
}
调用该函数：
myStruct target = {1,2.5};
myStruct source = {2,3.8};
myStruct result;
result = sum(target, source);
对返回值使用const
如果不对返回值使用const，意味着返回值是可以被赋值的，即下边的表达式成立：
sum(target, source) = anotherStruct;
未来避免这种情况发生，可以使用const限定返回值：
const myStruct & sum(myStruct & target, const myStruct & source);
从而如下的语句都不能成立：
sum(target, source) = anotherStruct;
sum(sum(target, source), source);
因为无法将一个有const限定的变量传递给一个没有const限定的变量，但是可以将返回值赋给其他结构：
result = sum(target, source);
何时使用引用参数
使用引用参数的主要原因有两个：
- 程序员能够修改调用函数中的数据对象
- 通过传递引用而不是整个数据对象，可以提高程序的运行速度
当数据对象较大时（如结构和类对象），第二个原因最重要。这些也是使用指针参数的原因。这是有道理的，因为引用参数实际上是基于指针的代码的另一个接口。那么，什么时候应使用引用、什么时候应使用指针呢？什么时候应按值传递呢？下面是一些参考原则：
- 对于使用传递的值而不作修改的函数
- 如果数据对象很小，如内置数据类型或小型结构，则按值传递
- 如果数据对象是数组，则使用指针，因为这是唯一的选择，并将指针声明为指向const的指针
- 如果数据对象是较大的结构，则使用const指针或const引用，以提高程序的效率。这样可以节省复制结构所需的时间和空间。
- 如果数据对象是类对象，则使用const引用。传递类对象参数的标准方式是按引用传递
- 对于修改调用函数中数据的函数
- 如果数据对象是内置数据类型，则使用指针
- 如果数据对象是数组，则只能使用指针
- 如果数据对象是结构，则使用引用或指针
- 如果数据对象是类对象，则使用引用
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