《c++入門經典》筆記12-有解無憂

第12章創建參考

12.1什么是參考

參考是一個別名，創建參考時，使用另一個物件（目標）的名稱來初始化它，從此以后該參考就像是目標的另一個名稱，對參考執行的任何操作實際上針對的就是目標，

有些書上說參考就是指標，這不正確，雖然參考常常是使用指標實作的，但是只有編譯器開發人員關心這一點，作為程式員，必須區分這兩種概念，

指標是存盤另一個物件的地址的變數，而參考時物件的別名，

12.2創建參考

要創建參考，需要指定目標物件的型別、參考運算子（&）和參考名，

程式清單12.1 Reference.cpp

#include <iostream>

int main()
{
    int intOne;
    int &rSomeRef = intOne;

    intOne = 5;
    std::cout << "intOne: " << intOne << std::endl;
    std::cout << "rSomeRef: " << rSomeRef << std::endl;

    rSomeRef = 7;
    std::cout << "intOne: " << intOne << std::endl;
    std::cout << "rSomeRef: " << rSomeRef << std::endl;
    return 0;
}

12.3將地址運算子用于參考

如果請求回傳參考的地址，就將回傳它指向的目標的地址，這是參考的特征：他們是目標的別名，

程式清單12.2 Reference2.cpp

#include <iostream>

int main()
{
    int intOne;
    int &rSomeRef = intOne;

    intOne = 5;
    std::cout << "intOne: " << intOne << std::endl;
    std::cout << "rSomeRef: " << rSomeRef << std::endl;

    std::cout << "&intOne: " << &intOne << std::endl;
    std::cout << "&rSomeRef: " << &rSomeRef << std::endl;
    return 0;
}

通常，使用參考時，不將地址運算子用于它，而像使用目標變數那樣使用參考，

程式清單12.3 Assignment.cpp

#include <iostream>

int main()
{
    int intOne;
    int &rSomeRef = intOne;

    intOne = 5;
    std::cout << "intOne:\t" << intOne << std::endl;
    std::cout << "rSomeRef:\t" << rSomeRef << std::endl;
    std::cout << "&intOne:\t" << &intOne << std::endl;
    std::cout << "&rSomeRef:\t" << &rSomeRef << std::endl;

    int intTwo = 8;
    rSomeRef = intTwo;
    std::cout << "\nintOne:\t" << intOne << std::endl;
    std::cout << "intTwo:\t" << intTwo << std::endl;
    std::cout << "rSomeRef:\t" << rSomeRef << std::endl;
    std::cout << "&intOne:\t" << &intOne << std::endl;
    std::cout << "&intTwo:\t" << &intTwo << std::endl;
    std::cout << "&rSomeRef:\t" << &rSomeRef << std::endl;
    return 0;
}

12.4可參考的目標

因為物件也是一種變數，所以可參考任何物件，包括用戶定義的物件，可以像使用物件那樣使用物件的參考：訪問成員資料和成員函式時，使用類成員訪問運算子(.)與內置型別的參考一樣，指向物件的參考也是物件的別名，

12.5空指標和空參考

指標未初始化或被洗掉時，應將其賦為nullptr，但參考不一樣，參考不能為空，讓參考指向空物件的程式是非法的，

12.6按參考傳遞函式引數

前面知道了函式的兩個局限性：引數按值傳遞；return陳述句只能回傳一個值，

通過將值按參考傳遞給函式，可消除這兩種局限性，在c++中，按參考傳遞時通過兩種方式完成的：使用指標和使用參考，他們的語法不同，但效果相同：不是在函式作用域內創建備份（也就是不是值拷貝），而是將原始物件傳遞給函式，

程式清單12.4 ValuePasser.cpp

#include <iostream>
void swap(int x, int y);

int main()
{
    int x = 5, y = 10;
    std::cout << "Main. Before swap,x: " << x << " y: " << y << std::endl;
    swap(x, y);
    std::cout << "Main. Before swap,x: " << x << " y: " << y << std::endl;
    return 0;
}

void swap(int x, int y)
{
    int temp;
    std::cout << "Swap. Before swap,x: " << x << " y: " << y << std::endl;
    temp = x;
    x = y;
    y = temp;
    std::cout << "Swap. After swap,x: " << x << " y: " << y << std::endl;
}

main()中的值都沒變，可見值拷貝并不能改變原參的值

使用指標實作swap()

程式清單12.5 PointerSwap.cpp

#include <iostream>
void swap(int *x, int *y);

int main()
{
    int x = 5, y = 10;
    std::cout << "Main. Before swap,x: " << x << " y: " << y << std::endl;
    swap(&x, &y);//將地址作為引數傳遞
    std::cout << "Main. Before swap,x: " << x << " y: " << y << std::endl;
    return 0;
}

void swap(int *px, int *py)//引數宣告為指標
{
    int temp;
    std::cout << "Swap. Before swap,*px: " << *px << " *py: " << *py << std::endl;
    temp = *px;
    *px = *py;
    *py = temp;
    std::cout << "Swap. After swap,*px: " << *px << " *py: " << *py << std::endl;
}

使用參考實作swap()

c++的目標之一時，避免函式的呼叫者操心函式的作業原理，而將注意力放在函式的功能和回傳值上，傳遞指標將負擔轉嫁給了呼叫方，而這種負擔原本不應該由呼叫方來承擔：呼叫方必須知道將要交換的物件的地址傳入，

明白參考語法的負擔應由函式的實作方承擔，為此，可使用參考，

程式清單12.6 ReferenceSwap.cpp

#include <iostream>
void swap(int &x, int &y);

int main()
{
    int x = 5, y = 10;
    std::cout << "Main. Before swap,x: " << x << " y: " << y << std::endl;
    swap(x, y);
    std::cout << "Main. Before swap,x: " << x << " y: " << y << std::endl;
    return 0;
}

void swap(int &rx, int &ry)//引數宣告為參考
{
    int temp;
    std::cout << "Swap. Before swap,rx: " << rx << " ry: " << ry << std::endl;
    temp = rx;
    rx = ry;
    ry = temp;
    std::cout << "Swap. After swap,rx: " << rx << " ry: " << ry << std::endl;
}

可見兩種方式（指標傳地址、參考傳原參）達到的效果是一樣的，但是參考傳遞中，呼叫方只需傳遞變數，且在函式內部，需要使用的特殊符號減少了，降低了程式的復雜性，參考將常規變數方便而易于使用的特點和指標的強大融為一體，

12.7理解函式頭和原型

函式原型的另一個重要用途：通過查看原型中宣告的引數（函式原型通常放在頭檔案中），程式員知道swap()的引數是按指標還是參考傳遞的，從而將正確呼叫他們，

在c++中，類的使用者（其他類中使用該類的函式）依賴于頭檔案來獲悉需要的所有資訊，頭檔案相當于類或函式的介面，而實際實作對使用者是隱藏的，這讓程式員能夠將主要精力放在要解決的問題上，而使用類或函式時無需關心它是如何實作的，

12.8回傳多個值

（哦，這說和沒說是一樣的，還是只能return一個東西）

一種解決辦法是將多個物件按參考傳入函式，然后在函式中將正確的值賦給這些物件，由于按參考傳遞讓函式能夠修改原始物件，因此這相當于讓函式能夠回傳多項資訊，這種函式未使用函式的回傳值，可將其（指回傳值）用于報告錯誤，

另一種辦法是使用指標或參考來實作，

程式清單12.7 ReturnPointer.cpp

#include <iostream>

short factor(int, int *, int *);

int main()
{
    int number, squared, cubed;
    short error;
    std::cout << "Enter a number(0 - 20): ";
    std::cin >> number;

    error = factor(number, &squared, &cubed);

    if (!error)
    {
        std::cout << "number: " << number << "\n";
        std::cout << "square: " << squared << "\n";
        std::cout << "cubed: " << cubed << "\n";
    }
    else
        std::cout << "Error encountered!!\n";
    return 0;
}

short factor(int n, int *pSquared, int *pCubed)
{
    short vaule = 0;
    if (n > 20)
    {
        vaule = 1;
    }
    else
    {
        *pSquared = n * n;
        *pCubed = n * n * n;
        vaule = 0;
    }
    return vaule;
}

按參考回傳值

雖然程式ReturnPointer.cpp可行，但是如果使用參考而不是指標，將更容易理解和維護，

程式清單12.8 ReturnReference.cpp

#include <iostream>

enum ERR_CODE//列舉
{
    SUCCESS,
    ERROR
};

ERR_CODE factor(int, int &, int &);

int main()
{
    int number, squared, cubed;
    ERR_CODE result;

    std::cout << "Enter a number(0 - 20): ";
    std::cin >> number;

    result = factor(number, squared, cubed);

    if (result == SUCCESS)
    {
        std::cout << "number: " << number << "\n";
        std::cout << "square: " << squared << "\n";
        std::cout << "cubed: " << cubed << "\n";
    }
    else
        std::cout << "Error encountered!!\n";
    return 0;
}

ERR_CODE factor(int n, int &pSquared, int &pCubed)
{
    short vaule = 0;
    if (n > 20)
    {
        return ERROR;
    }
    else
    {
        pSquared = n * n;
        pCubed = n * n * n;
        return SUCCESS;
    }
}

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標籤：C++

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