一文详解C++中的引用与关键字auto

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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