C++ 引用学习笔记

在 C++ 中，引用是一种特殊的变量类型，它相当于已经存在的变量的别名。引用必须在声明时就进行初始化，且一旦初始化后就不能再指向其他变量。

声明和初始化引用

声明引用

引用的声明方式为：

c++Copy Code
type& name;

其中，type 表示引用的类型，name 表示引用的名称。注意，在声明引用时，必须同时进行初始化，例如：

c++Copy Code
int i = 10;
int& ref_i = i;

这个例子中，ref_i 是 i 的引用，也就是说，ref_i 和 i 指向同一个内存地址，它们代表同一个变量。

初始化引用

引用只能在声明时进行初始化，初始化方法有两种：

• 直接将变量赋值给引用：

c++Copy Code
int i = 10;
int& ref_i = i;

• 将函数的返回值（或表达式）赋值给引用：

c++Copy Code
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int& ref_add(int& a, int& b) {
    int c = add(a, b);
    return c; // 不要这样使用，因为返回了一个临时变量的引用
}

int a = 1, b = 2;
int& ref_c = add(a, b); // 正确写法

引用的应用场景

函数参数传递

引用可以用于函数参数的传递，这样可以减少复制变量所需的时间和空间。例如：

c++Copy Code
void swap(int& a, int& b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int a = 1, b = 2;
swap(a, b);

这个例子中，swap 函数接收两个 int 类型的引用，它们代表 a 和 b。在函数内部，交换 a 和 b 的值。

返回值

如果一个函数需要返回多个值，可以使用引用来实现。例如：

c++Copy Code
void find_max_min(const int array[], int size, int& max, int& min) {
    max = array[0];
    min = array[0];
    for (int i = 1; i < size; ++i) {
        if (array[i] > max) max = array[i];
        if (array[i] < min) min = array[i];
    }
}

int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int max, min;
find_max_min(array, 5, max, min);

这个例子中，find_max_min 函数会将数组 array 中的最大值和最小值通过引用返回给调用者。

遍历容器

在 C++ 的标准库中，有许多容器（例如 std::vector、std::map、std::set 等）都支持引用遍历。例如：

c++Copy Code
std::vector<int> vec = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int& i : vec) {
    i *= 2;
}

这个例子中，使用引用 int& 遍历 vec 容器，并将每个元素乘以 2。