今天要讲的是C++中我最喜欢的一个用法——引用，也叫别名。

引用就是给一个变量名取一个变量名，方便我们间接地使用这个变量。我们可以给一个变量创建N个引用，这N + 1个变量共享了同一块内存区域。(引用类型的变量会占用内存空间，占用的内存空间的大小和指针类型的大小是相同的。虽然引用是一个对象的别名，但是在汇编层面，和指针是一样的。)

引用的定义

应用的定义和变量的定义差不多，主要的不同在于它指向的是一个变量，而不是和变量一样指向的是某一个数值或其他类型的数据。

创建引用的格式如下：

数据类型 &引用名 = 原变量

比如：

int a = 1; int &b = a;

注意：由于引用并不需要申请一块新的内存空间，因此在建立引用时只能声明，不能定义。

面试题中常考这个知识点，请问下面的代码是否正确：

int a = 1; int& b; b = a;

当然，它是错的。第二行错误，引用在声明的时候必须指定一个已有的变量，否则编译器不知道给它分配哪一块内存空间。

引用的特性

前面已经提到了，引用唯一的特性就是使用已有的内存空间。我们用一段小程序来验证这个特性。

大家可以自己运行一下这段代码，整个过程中，无论a发生变化还是b发生变化，a和b的值始终保持一致。

在使用引用时，我们需要注意下面的问题：

（1）引用必须与已有的变量相联系

（2）引用并不独立分配内存空间

（3）&前有数据类型，是引用符号；&前没有数据类型，是取地址符号

比如：int& b = a;和int* p = &a;，前者是引用符号，后者是取地址符号。

（4）可以用引用给另一个引用初始化

int a =100; int& b =a; int& c = b;

这段代码中，b和c都是a的引用。

（5）引用声明后不能改变引用关系

int a,b; int&c = a; c = b;

这段代码中，第三行想让c成为b的引用是办不到的。它实际实现的功能是把b的值传递给了a，c依然是a的引用。因为c一旦声明为变量a的引用，就不能再修改成变量b的引用了。

引用做函数参数

这是引用最方便的地方。在学习C语言时，我们知道如果要写一个变量值交换的函数需要使用指针，代码如下：

这段代码的执行结果如下：

a=1,b=2

a=2,b=1

我们通过swap函数成功交换了变量a和变量b的值。注意swap(&a, &b);这句话中的&符号是取地址符号。

很多同学不喜欢指针，见到*就恐惧。从今天起，我们可以用引用替代指针的使用。代码如下：

这段代码的执行结果如下：

a=1,b=2

a=2,b=1

结果完全相同。我们对swap函数做了修改，通过引用来得到形参的内存空间，之后通过引用完成这两块内存空间值的交换。

需要注意的是，在调用的时候swap(a, b);只需要进行值传递即可。

引用传参的好处：与值传递相比，引用传递不用申请新的内存空间，特别是在需要传递类的对象时，能够大大降低传参带来的开销。

引用的常见错误

引用类型不匹配

int a=100; void& b= a; float& c = a;

第二行和第三行代码都会报错，引用的数据类型必须和原始变量类型相同。而且根本不存在void类型的引用。

不能建立引用数组

int array[5]={0}; int& arr[5]= array;

这种写法不允许。

对于单个变量的地址传递问题，引用可以完美地取代指针。这使我们在设计函数参数时更加方便。如果需要限定参数不被修改，可以结合const关键字使用。

End

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