C++：指针、引用和CONST

什么是引用

引用就是某一变量（目标）的一个别名，对引用的操作与对变量直接操作完全一样。
引用的声明方法：类型标识符 &引用名=目标变量名；

什么是const引用

const引用是指向const的引用，其实这样说也不恰当，和const指针一样，const引用可以与常量绑定，也可以与变量绑定，只是不能通过这个const引用来改变绑定对象的值。对const的引用，常简称为"常量引用". 常量引用的初始值可以是任意表达式,只要该表达式的结果能转换成引用的类型即可.

引用做返回值和引用传参

一、引用作为函数参数
作为函数参数时引用有两种原因：
1、在函数内部会对此参数进行修改
2、提高函数调用和运行效率 

关于第一点，都知道C++里提到函数就会提到形参和实参。如果函数的参数实质就是形参，不过这个形参的作用域只是在函数体内部，也就是说实参和形参是两个不同的东西，要想形参代替实参，肯定有一个值的传递。函数调用时，值的传递机制是通过“形参=实参”来对形参赋值达到传值目的，产生了一个实参的副本。即使函数内部有对参数的修改，也只是针对形参，也就是那个副本，实参不会有任何更改。函数一旦结束，形参生命也宣告终结，做出的修改一样没对任何变量产生影响。
例如：
void swap(int p1, int p2) //对两个变量进行交换处理。此处函数的形参为p1, p2，没有引用
{
   int p;
   p = p1;
   p1 = p2;
   p2 = p;
 }
void main( )
{   
   int a,b;
   cin >> a >> b; //输入a,b两变量的值
   swap(a,b); //直接以变量a和b作为实参调用swap函数
   cout <｝
你会发现输出的a和b还是你输入的值，没有交换。

如果我们改为：
void swap(int &p1, int &p2) //对两个变量进行交换处理。此处函数的形参为p1, p2都是引用
{
   int p;
   p = p1;
   p1 = p2;
   p2 = p;
}
再次执行，就会发现值交换了。
原理就在于采用&p1和&p2时，p1和p2是实参的别名而已，像一个指针指向实参。改变p1和p2就是改变实参的值。

关于第二点，可以结合第一点分析，p1和p2是实参的引用，不用经过值的传递机制，已经有了实参值的信息。所以没有了传值和生成副本的时间和空间消耗。当程序对效率要求比较高时，这是非常必要的.

二、引用作为函数返回值
说明：
1.以引用返回函数值，定义函数时需要在函数名前加&
2.用引用返回一个函数值的最大好处是，在内存中不产生被返回值的副本。

例如：

#include 
float temp; //定义全局变量temp
float fn1(float r); //声明函数fn1
float &fn2(float r); //声明函数fn2 
float fn1(float r) //定义函数fn1，它以返回值的方法返回函数值
{
  temp=(float)(r*r*3.14);
  return temp;
}
float &fn2(float r) //定义函数fn2，它以引用方式返回函数值
{
　temp=(float)(r*r*3.14);
　return temp;
}
void main() //主函数
{
　float a=fn1(10.0); //第1种情况，系统生成要返回值的副本（即临时变量）
　float &b=fn1(10.0); //第2种情况，可能会出错（不同 C++系统有不同规定）
　//不能从被调函数中返回一个临时变量或局部变量的引用
　float c=fn2(10.0); //第3种情况，系统不生成返回值的副本
　//可以从被调函数中返回一个全局变量的引用
　float &d=fn2(10.0); //第4种情况，系统不生成返回值的副本
　//可以从被调函数中返回一个全局变量的引用
　cout<}

引用作为返回值，必须遵守以下规则：
（1）不能返回局部变量的引用。主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了"无所指"的引用，程序会进入未知状态。
（2）不能返回函数内部new分配的内存的引用。虽然不存在局部变量的被动销毁问题，可对于这种情况（返回函数内部new分配内存的引用），又面临其它尴尬局面。例如，被函数返回的引用只是作为一 个临时变量出现，而没有被赋予一个实际的变量，那么这个引用所指向的空间（由new分配）就无法释放，造成memory leak。
（3）可以返回类成员的引用，但最好是const。主要原因是当对象的属性是与某种业务规则（business rule）相关联的时候，其赋值常常与某些其它属性或者对象的状态有关，因此有必要将赋值操作封装在一个业务规则当中。如果其它对象可以获得该属性的非常 量引用（或指针），那么对该属性的单纯赋值就会破坏业务规则的完整性。 

指针和引用 的对比

一.指针和引用的定义和性质区别：
1.指针：指针是一个变量，只不过这个变量存储的是一个地址，指向内存的一个存储单元；而引用跟原来的变量实质上是同一个东西，只不过是原变量的一个别名而已。如：
int a=1;int *p=&a;
int a=1;int &b=a;
上面定义了一个整形变量和一个指针变量p，该指针变量指向a的存储单元，即p的值是a存储单元的地址。而下面2句定义了一个整形变量a和这个整形a的引用b，事实上a和b是同一个东西，在内存占有同一个存储单元。
2.可以有const指针，但是没有const引用；
3.指针可以有多级，但是引用只能是一级（int **p；合法 而 int &&a是不合法的）
4.指针的值可以为空，但是引用的值不能为NULL，并且引用在定义的时候必须初始化；
5.指针的值在初始化后可以改变，即指向其它的存储单元，而引用在进行初始化后就不会再改变了。
6."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；
7.指针和引用的自增(++)运算意义不一样；

二.指针和引用作为函数参数进行传递时的区别：
1.指针作为参数进行传递：用指针传递参数，可以实现对实参进行改变的目的，是因为传递过来的是实参的地址。
2.将引用作为函数的参数进行传递：在讲引用作为函数参数进行传递时，实质上传递的是实参本身，即传递进来的不是实参的一个拷贝，因此对形参的修改其实是对实参的修改，所以在用引用进行参数传递时，不仅节约时间，而且可以节约空间。