要理解值传递、指针传递和引用传递的区别,主要要理解函数的实参和形参,函数的作用域(自动变量、栈),内存的布局以及指针和引用的特点。这里主要总结三种参数传递方式使用的主要场合。
#include<stdlib.h>
//值传递,函数体内变量n是参数n的一份拷贝,函数体内改变n的值不会改变外面的n
void addTenByVal(int n)
{
n = n + 10;
return;
}
//指针传递,n是指向外部变量的指针,改变*n的值,也会改变外面变量的
void addTenByPtr(int *n)
{
*n = *n + 10;
return;
}
//引用传递,别名引用,牵一发而动全身
void addTenByRef(int &n)
{
n = n + 10;
return;
}
int main(int argc , char *argv[])
{
int n = 10;
printf("值传递前,n=%d\n",n);
//值传递
addTenByVal(n);
printf("值传递后,n=%d\n",n);
printf("指针传递前,n=%d\n",n);
//指针传递
addTenByPtr(&n);
printf("指针传递后,n=%d\n",n);
printf("引用传递前,n=%d\n",n);
//引用传递
addTenByRef(n);
printf("引用传递后,n=%d\n",n);
system("pause");
return 0;
}
指针本身也是一个变量,其值是一个地址,注意这个地址是指针指向变量的地址,不是指针自己变量的地址,所以如果以指针作函数参数,那么形参和实参都是一个地址,都指向同一个变量(被实参指针指向的变量),可以通过这个地址改变被指向变量的值,但若你修改形参指针本身的值,实参指针并不会得到修改,因为实参指针与形参指针是两个不同的变量,占据不同的内存位置,只不过传入参数时使这两个变量具有相同的值(被指向变量的地址)。
所以,如果你想修改一个变量,请传递此变量的地址(指针)。如果你想修改一个指针本身,请传递此指针的地址,也就是指针的指针,即二级指针。
而引用是一个别名,它在逻辑上不是独立的,它的存在具有依附性,所以引用必须在一开始就被初始化,而且其引用的对象在其整个生命周
期中是不能被改变的(自始至终只能依附于同一个变量)。
在C++中,指针和引用经常用于函数的参数传递,然而,指针传递参数和引用传递参数是有本质上的不同的:
指针传递参数本质上是值传递的方式,它所传递的是一个地址值。值传递过程中,被调函数的形式参数作为被调函数的局部变量处理,即在
栈中开辟了内存空间以存放由主调函数放进来的实参的值,从而成为了实参的一个副本。值传递的特点是被调函数对形式参数的任何操作都
是作为局部变量进行,不会影响主调函数的实参变量的值。(这里是在说实参指针本身的地址值不会变)
而在引用传递过程中,被调函数的形式参数虽然也作为局部变量在栈中开辟了内存空间,但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的
地址。被调函数对形参的任何操作都被处理成间接寻址,即通过栈中存放的地址访问主调函数中的实参变量。正因为如此,被调函数对形参
做的任何操作都影响了主调函数中的实参变量。
引用传递和指针传递是不同的,虽然它们都是在被调函数栈空间上的一个局部变量,但是任何对于引用参数的处理都会通过一个间接寻址的
方式操作到主调函数中的相关变量。而对于指针传递的参数,如果改变被调函数中的指针地址,它将影响不到主调函数的相关变量。如果想
通过指针参数传递来改变主调函数中的相关变量,那就得使用指向指针的指针,或者指针引用。
为了进一步加深大家对指针和引用的区别,下面我从编译的角度来阐述它们之间的区别:
程序在编译时分别将指针和引用添加到符号表上,符号表上记录的是变量名及变量所对应地址。指针变量在符号表上对应的地址值为指针变
量的地址值,而引用在符号表上对应的地址值为引用对象的地址值。符号表生成后就不会再改,因此指针可以改变其指向的对象(指针变量
中的值可以改),而引用对象则不能修改。
最后,总结一下指针和引用的相同点和不同点:
★相同点:
●都是地址的概念;
指针指向一块内存,它的内容是所指内存的地址;而引用则是某块内存的别名。
★不同点:
●指针是一个实体,而引用仅是个别名;
●引用只能在定义时被初始化一次,之后不可变;指针可变;引用“从一而终”,指针可以“见异思迁”;
●引用没有const,指针有const,const的指针不可变;(具体指没有int& const a这种形式,而const int& a是有 的, 前者指引用
本身即别名不可以改变,这是当然的,所以不需要这种形式,后者指引用所指的值不可以改变)
●引用不能为空,指针可以为空;
●“sizeof 引用”得到的是所指向的变量(对象)的大小,而“sizeof 指针”得到的是指针本身的大小;
●指针和引用的自增(++)运算意义不一样;
●引用是类型安全的,而指针不是(引用比指针多了类型检查
一、引用的概念
引用引入了对象的一个同义词。定义引用的表示方法与定义指针相似,只是用&代替了*。
例如:Point pt1(10,10);
Point &pt2=pt1; 定义了pt2为pt1的引用。通过这样的定义,pt1和pt2表示同一对象。
需要特别强调的是引用并不产生对象的副本,仅仅是对象的同义词。因此,当下面的语句执行后:
pt1.offset(2,2);
pt1和pt2都具有(12,12)的值。
引用必须在定义时马上被初始化,因为它必须是某个东西的同义词。你不能先定义一个引用后才
初始化它。例如下面语句是非法的:
Point &pt3;
pt3=pt1;
那么既然引用只是某个东西的同义词,它有什么用途呢?
下面讨论引用的两个主要用途:作为函数参数以及从函数中返回左值。
二、引用参数
1、传递可变参数
传统的c中,函数在调用时参数是通过值来传递的,这就是说函数的参数不具备返回值的能力。
所以在传统的c中,如果需要函数的参数具有返回值的能力,往往是通过指针来实现的。比如,实现
两整数变量值交换的c程序如下:
void swapint(int *a,int *b)
{
int temp;
temp=*a;
a=*b;
*b=temp;
}
使用引用机制后,以上程序的c++版本为:
void swapint(int &a,int &b)
{
int temp;
temp=a;
a=b;
b=temp;
}
调用该函数的c++方法为:swapint(x,y); c++自动把x,y的地址作为参数传递给swapint函数。
2、给函数传递大型对象
当大型对象被传递给函数时,使用引用参数可使参数传递效率得到提高,因为引用并不产生对象的
副本,也就是参数传递时,对象无须复制。下面的例子定义了一个有限整数集合的类:
const maxCard=100;
Class Set
{
int elems[maxCard]; // 集和中的元素,maxCard 表示集合中元素个数的最大值。
int card; // 集合中元素的个数。
public:
Set () {card=0;} //构造函数
friend Set operator * (Set ,Set ) ; //重载运算符号*,用于计算集合的交集 用对象作为传值参数
// friend Set operator * (Set & ,Set & ) 重载运算符号*,用于计算集合的交集 用对象的引用作为传值参数
...
}
先考虑集合交集的实现
Set operator *( Set Set1,Set Set2)
{
Set res;
for(int i=0;i<Set1.card;++i)
for(int j=0;j>Set2.card;++j)
if(Set1.elems[i]==Set2.elems[j])
{
res.elems[res.card++]=Set1.elems[i];
break;
}
return res;
}
由于重载运算符不能对指针单独操作,我们必须把运算数声明为Set 类型而不是Set * 。
每次使用*做交集运算时,整个集合都被复制,这样效率很低。我们可以用引用来避免这种情况。
Set operator *( Set &Set1,Set &Set2)
{ Set res;
for(int i=0;i<Set1.card;++i)
for(int j=0;j>Set2.card;++j)
if(Set1.elems[i]==Set2.elems[j])
{
res.elems[res.card++]=Set1.elems[i];
break;
}
return res;
}
三、引用返回值
如果一个函数返回了引用,那么该函数的调用也可以被赋值。这里有一函数,它拥有两个引用参数并返回一个双精度数的引用:
double &max(double &d1,double &d2)
{
return d1>d2?d1:d2;
}
由于max()函数返回一个对双精度数的引用,那么我们就可以用max() 来对其中较大的双精度数加1:
max(x,y)+=1.0;