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【C++】引用(下)【深度全面解析】

云小逸 2023-05-23 16:00:02
简介【C++】引用(下)【深度全面解析】

🌹作者:云小逸
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🤟motto:要敢于一个人默默的面对自己,强大自己才是核心。不要等到什么都没有了,才下定决心去做。种一颗树,最好的时间是十年前,其次就是现在!学会自己和解,与过去和解,努力爱自己。==希望春天来之前,我们一起面朝大海,春暖花开!==🤟
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前言

今天我们接着上一篇文章继续学习C++引用(上)继续学习C++引用相关的知识,码字不易,希望多多支持!

034FA80F.gif
——————————————————————————————

四.传值、传引用效率比较:

减少拷贝,提高效率:

以值作为参数或者返回值类型,在传参和返回期间,函数不会直接传递实参或者将变量本身直 接返回,而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝,因此用值作为参数或者返回值类型,效 率是非常低下的,尤其是当参数或者返回值类型非常大时,效率就更低。

#include <time.h>
// 4w byte
struct A{ int a[10000]; };

A a;
// 值返回
A TestFunc1() { return a; }
// 引用返回
A& TestFunc2(){ return a; }

void TestReturnByRefOrValue()
{
	// 以值作为函数的返回值类型
	size_t begin1 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc1();
	size_t end1 = clock();

	// 以引用作为函数的返回值类型
	size_t begin2 = clock();
	for (size_t i = 0; i < 100000; ++i)
		TestFunc2();
	size_t end2 = clock();

	// 计算两个函数运算完成之后的时间
	cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl;
	cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl;
}

int main()
{
	TestReturnByRefOrValue();

	return 0;
}

Snipaste_2023-04-11_16-58-43.png
通过这段代码我们可以很清楚地看到传值返回和传引用返回的区别;
传引用返回效率高于传值返回。

可以修改返回值:

Snipaste_2023-04-11_17-24-40.png

像这段代码中,引用返回,代表临时变量是psl->a[pos]的别名,对其进行*2操作,相当于对psl->a[pos]进行操作。

引用作返回值:

4.png

就像这段代码:
先建立main函数栈帧,在main函数栈帧中开辟两个空间存入a,b
然后建立Swap1函数栈帧,在Swap1函数栈帧中再次开辟两个空间存入left,right,分别拷贝a,b;
最后建立Swap2函数栈帧,在Swap2函数栈帧中left作a的别名,right作b的别名。

从上面可以看出引用的强大:

3.png

注:

如果将Swap1和Swap2命名一样,如swap,那算不算函数重载吗?
构成,但是不会编译通过!!!

5.png

五.常引用:

1.先看一个例子:

6.png


#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int a = 0;
	// 权限平移
	int& ra = a;

	// 指针和引用赋值中,权限可以缩小,但是不能放大
	const int b = 1;//只读

	// 我引用你,权限放大 不行
	//int& rb = b;//只读---->>>>>可读可写,权限放大
	
	const int& rra = a;
		a++;
	
	cout << rra << endl;

	// 权限平移
	const int& rb = b;

	return 0;
}

从上面可以知道:指针和引用赋值中,权限可以缩小,但是不能放大

7.png


void TestConstRef()
{
	const int a = 10;
	//int& ra = a;   // 该语句编译时会出错,a为常量
	const int& ra = a;
	// int& b = 10; // 该语句编译时会出错,b为常量
	const int& b = 10;
	double d = 12.34;
	//int& rd = d; // 该语句编译时会出错,类型不同
	const int& rd = d;
}

2.void func(const int& N = 10)

这里为什么是const ???

请看:

8.png

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

// 减少拷贝,提高效率、
// 一般用引用做参数都是用const 引用
void Func(int& x)
{

}

int main()
{
	int a = 0;
	// 权限平移
	int& ra = a;

	// 指针和引用赋值中,权限可以缩小,但是不能放大
	const int b = 1;//只读

	// 我引用你,权限放大 不行
	//int& rb = b;//只读---->>>>>可读可写,权限放大
	
	const int& rra = a;
		a++;
	
	cout << rra << endl;

	// 权限平移
	const int& rb = b;

	Func(a);
	Func(b);
	Func(rra);
	Func(10);

	return 0;
}

当函数参数用int& x(可读可写)的时候,b(只可读),raa(只可读),10(只可读)
由于在指针和引用中权限只可以缩小,不可以放大。因此传参出现错误,
如果想正确需要将其改为:
void Func(const int& x)

9.png

所以就像我们C++很多接口使用const int& a原因就在此:

10.png
这样就可以出现实参(可以是常量)到形参权限是放大而报错!!!

3.引用和缺省参数:

void func(int& N = 10)错误

11.png
改为:
void func(const int& N = 10)

12.png

int& ri = d;

int i = (int)d; // 可以,类型转换(强制),转换过程中会产生一个临时变量

14.png

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

void func(const int& N = 10)
{

}

int Count()
{
	int n = 0;
	n++;
	// ...
	return n;
}

int main()
{
	const int& b = 10;

	double d = 12.34;

	cout << (int)d << endl;

	int i = (int)d; // 可以,类型转换(强制),转换过程中会产生一个临时变量

	return 0;
}

int i = (int)d; // 类型转换(强制),转换过程中会产生一个临时变量,而不是将d转换为整形

15.png

cout << (int)d << endl;打印的不是d,而是临时变量,临时变量具有常性!!!

17.png

所以用:

const int& ri=d;

4.传值返回+引用

19.png

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

void func(const int& N = 10)
{

}

int Count()
{
	int n = 0;
	n++;
	// ...
	return n;
}

int main()
{
	const int& b = 10;

	double d = 12.34;

	cout << (int)d << endl;

	int i = (int)d; // 可以,类型转换(强制),转换过程中会产生一个临时变量

	//int& ri = d; // 不可以

	//const int& ri = d; // 可以
	//cout << ri << endl;

	int& ret = Count();
	//const int& ret = Count();

	return 0;
}

在这里return n返回一个临时变量,临时变量是常性,int& ret=Count();就会出现权限放大,出现错误,编译不会通过。

六.引用和指针的区别

语法概念:

在语法概念上引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共用同一块空间。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int a = 10;
	int& ra = a;
	cout << "&a = " << &a << endl;
	cout << "&ra = " << &ra << endl;
	return 0;
}

20.png

底层概念:

在底层实现上实际是有空间的,因为引用是按照指针方式来实现的。

21.png
可以从上图看到两者代码的反汇编其实是一样的!!!

22.png

总结:

引用和指针的不同点:

  1. 引用概念上定义一个变量的别名,指针存储一个变量地址。
  2. 引用在定义时必须初始化,指针没有要求
  3. 引用在初始化时引用一个实体后,就不能再引用其他实体,而指针可以在任何时候指向任何 一个同类型实体
  4. 没有NULL引用,但有NULL指针
  5. 在sizeof中含义不同:引用结果为引用类型的大小,但指针始终是地址空间所占字节个数(32 位平台下占4个字节)
  6. 引用自加即引用的实体增加1,指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
  7. 有多级指针,但是没有多级引用
  8. 访问实体方式不同,指针需要显式解引用,引用编译器自己处理 9. 引用比指针使用起来相对更安全

最后

十分感谢你可以耐着性子把它读完和我可以坚持写到这里,送几句话,对你,也对我:

1.跟蠢人交流你会有一个很明显的感觉:你说的每一句话,他都想要反驳。

2.性是肉体生活,遵循快乐原则

爱情是精神生活,遵循理想原则;

婚姻是社会生活,遵循现实原则。是三个完全不同的东西。

——[周国平]《婚姻与爱情》

3.没有钱,没有社会地位,没有文化,人很难掌握自己的命运。

——《沉默的大多数》

4.人性最大的丑陋就是:

在无权无势的人身上挑毛病,在有权有势的人身上找优点。

5.如果一个人影响到你的情绪,你的焦点应该放到控制自己情绪上,而不是影响你的那个人上。

——马克吐温

最后如果觉得我写的还不错,请不要忘记点赞✌,收藏✌,加关注✌哦(。・ω・。)

愿我们一起加油,奔向更美好的未来,愿我们从懵懵懂懂的一枚菜鸟逐渐成为大佬。加油,为自己点赞!

风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。