C++必知必会(五) 引用是别名而非指针

副标题#e#

引用(reference)是一个现有工具的别名。用工具来初始化引用之后，那么工具的名字或引用的名字都可以用于指向(refer to)该工具：

int a = 12;
int &ra = a;
--ra; // a == 11;
a = 10; // ra = 10;
int *ip = &ra;

人们经常会将引用和指针相夹杂，原因或许在于C++编译器凡是回收指针的方法实现引用，但引用其实不是指针，其行为和指针并不沟通。

在引用和指针之间存在三大区别：其一，不存在空引用(NULL Reference)；其二，所有引用都要初始化；其三，一个引用永远指向用来对它初始化的谁人工具。好比说，在先前的例子中，引用ra在整个生命期内都指向a。绝大大都对引用的误用都滋生于对这三大区此外领略。

一些编译器可以捕获到那些明明的建设空引用的实验：

Employee &anEmployee = *static_cast<Employee*>(0);

然而，编译咕嘟大概无法侦测到不那么明明的建设空引用的实验，从而导致在运行期产生未界说的行为：

Employee *getAnEmployee();
//...
Employee &anEmployee = *getAnEmployee(); // 大概是糟糕的代码
if (&anEmployee == 0)

假如getAnEmployee返回的是一个空指针，那么其儿女码的行为就是未界说的。在这个例子中，最好利用一个指针来存放getAnEmployee返回的功效。

Employee *employee = getAnEmployee();

if (employee)//…

引用必需初始化的要求，意味着当一个引用初始化它所指向的谁人工具必需存在。这一点很重要，因此我想再反复一遍：一个引用就是在该引用被初始化之前已经存在的一个工具的别名。一旦一个引用被初始化去指向一个特定的工具，那么该引用今后就不行以再指向此外工具；在一个引用的整个生命期内，该引用被绑定到用于初始化它的谁人工具上。实际上，一个引用完成其初始化后，就只是初始化它的谁人工具的别名了。这个“别名”属性使得引用经常成为形参的优秀选择。在以下swap函数模板中，形参a和b乃是通报给挪用的实参的别名：

template<typename T>
void swap(T &a, T &b)
{
　T temp(a);
　a = b;
　b = temp;
}
//...
int x = 1, y = 2;
swap(x, y);

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在以上对swap的整个挪用期间，a是x的别名，b是y的别名。提醒一下，引用所指向的工具可以没有名字，因此引用可用于为没有名字的工具赋予一个利便的名字：

int grades[MAX];
swap(grade[i], grade[j]);

在swap中的形参a和b别离被用实参grade[i] grade[j]初始化今后，这两个没有名字的数组元素就可以通过别名a, b举办哄骗了。为了简化和优化，还可以回收更直接的方法来利用这个属性。

思量如下函数，它用于配置二维数组中一个特定元素：

inline void set_2d(float *a, int m, int i, int j)
{
　a[i*m+j] = a[i*m+j] * a[i*m+i] + a[i*m+j];//哎呀
}

可以将注释有“哎呀”的那行代码替代为更简朴的版本，该版本操作引用，并且还带来特另外长处，那就是正确！

inline void set_2d(float *a, int m, int i, int j)
{
　float &r = a[i*m+j];
　r = r * r + r;
}

一个指向很是量的引用是不行以用字面值或姑且值举办初始化的：

double
　　PAN style="COLOR: #0000cc">&d = 12.3; //错误
swap(std::string("Hello"), std::string("World")); //错误 姑且值

然而，一个指向常量的引用就可以：

const double &cd = 12.3; // OK
template<typename T>
T add(const T &a, const T &b)
{
　return a+b;
}
//...
const std::string &greeting = add(std::string("Hello"), std::string("World")); // OK

当一个指向常量的引用回收一个字面值来初始化时，该引用实际上被配置为指向“回收该字面值初始化”的一个姑且位置。因此，cd并非真的指向字面值12.3，而是指向一个回收12.3初始化的、范例为double的姑且变量。greeting引用则指向对add的挪用所返回的无名姑且string值。一般说来，这类姑且工具在建设它们的表达式的末端被销毁（确切地说，就是分开浸染域而且析构函数被挪用）。然而，当这类姑且工具用于初始化一个指向常量的引用时，在引用指向它们期间，这些姑且工具会一直存在。