前言:?

本心得只適合給那些擁有C語言基礎(chǔ) (系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)過C語言(以找工作為目標(biāo)，學(xué)校老師教的一律視作沒學(xué))，了解一些底層機制，用C實現(xiàn)過一些基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) (順序表、鏈表、隊列與棧、初等二叉樹、十大經(jīng)典排序等) ) 的人觀看。如果你不滿足上述條件就不要在這里浪費時間了。

本人在寫專欄上的技術(shù)力并不好，如果你覺得這篇文章在排版上有需要改進的地方可以在評論區(qū)留言并附上具體操作流程。

本人目前是大二在讀生，目前剛開始學(xué)習(xí)C++相關(guān)知識，如果有大佬發(fā)現(xiàn)哪里介紹的不對或者有疏漏歡迎在評論區(qū)留言，我盡量在發(fā)現(xiàn)的第一時間糾正。

好，廢話不多講，我們進入正題。?

引用：

什么是引用

這就是一個簡單的引用代碼。在C++里，引用本質(zhì)上是指針的pro max plus版（據(jù)說在Java里引用是傳值調(diào)用），所以它有如下特點：

1. 在定義時必須指定是哪個變量的引用（Java可以不給）

2. 創(chuàng)建完成后不可更改指向（Java可以改）

3. 引用與其指向的變量共用一塊空間

4. 對引用的合法更改會同步影響它所指的對象

5. 一個變量可擁有無數(shù)個引用（可以套娃）

Java這作業(yè)抄的真爽

（tips: 關(guān)于第二點，如果能改，C++就和Java一樣再也不需要指針了，我懷疑C++這么設(shè)計就是為了保住指針僅剩的就業(yè)空間）

（tips:?在調(diào)試的時候打開反匯編窗口就能看到代碼的匯編層，算是一個很實用的小技巧）

我來簡單講一下這幾條匯編指令的意思：

mov? dword ptr [a], 0? ? ? 把值0放入內(nèi)存地址a維護的空間

lea? eax, [a]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 把內(nèi)存地址a放入寄存器eax

mov? dword ptr [b], eax? 把寄存器eax的值放入內(nèi)存地址b維護的空間

（我其實不用講匯編的，把這兩張圖貼出來就夠了）

引用的常見使用場景

顯然，如果不需要更改指定對象，引用在代碼可讀性與美觀度上比指針好得多，只有像類似鏈表，二叉樹等這一類需要頻繁更改指定對象的情況才需要用到指針。讓我們上點實例：

傳引用的Swap函數(shù)是不是比以前好用了不少？再上一個更復(fù)雜的例子。

test1.c

二叉樹遍歷(C).h

二叉樹遍歷(C).c

這段代碼用于輸出該二叉樹的中序遍歷，在_MidorderTraversal函數(shù)有一個參數(shù)int* curPos，表示此時返回用前序遍歷數(shù)組的待填空位。顯然，以這個函數(shù)的邏輯，我們希望這個參數(shù)獨立存在，不受遞歸調(diào)用的影響。因此這個參數(shù)應(yīng)為全局變量，或者是指針變量，也可以是靜態(tài)變量，上面的代碼用的是第二種?，F(xiàn)在有了引用就可以換一種寫法了。

test2.cpp

二叉樹遍歷(C++).h

二叉樹遍歷(C++).cpp

覺得代碼沒有發(fā)生翻天覆地的變化？那我們再來一個。

test3.c

s_clist.h

s_clist.cpp

這是一個經(jīng)典的單鏈表尾插，有沒有注意到尾插函數(shù)里的二級指針？超討厭(〝▼皿▼)，但不得不用，誰叫在頭指針為空的情況下我們要改變頭指針本身，那只能傳頭指針的地址，即二級指針。不過現(xiàn)在，用引用就行了。

test3.c（修改后）

s_clist.h（修改后）

s_clist.cpp（修改后）

就問你，爽不爽？講到這里我突然想開個腔，請看下面的代碼：

這個代碼是不是有點眼熟？沒錯它就是在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課上很多老師教的單鏈表寫法（據(jù)說有些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的書上也是這么寫的），好多學(xué)生看不懂。當(dāng)然，現(xiàn)在的我們肯定是能看懂的，不就是把struct SClistNode* 重定義為PlistNode，然后函數(shù)傳PlistNode的引用。這和SClistNode*&沒有區(qū)別，干嘛寫的這么別扭？據(jù)某些小道消息稱，出書的人覺得指針已經(jīng)夠難了，再給你一個二級指針不就集體Orz了。所以他們整了一個爛活，把代碼寫成上面的樣子，覺得這樣同學(xué)們就能看懂了，把??看樂了。期待各路大仙在評論區(qū)的發(fā)揮。

引用的一些特性

1. 傳值調(diào)用與傳引用調(diào)用的效率問題

以這段代碼為例，函數(shù)a每次傳參都要拷貝四十萬字節(jié)的數(shù)據(jù)，整個函數(shù)調(diào)用了十萬次，也就是說我們整整拷貝了37.25個G的數(shù)據(jù)。與此同時，函數(shù)b每次傳參不拷貝數(shù)據(jù)。顯然，在形參大小較大和函數(shù)頻繁調(diào)用的情況下傳引用調(diào)用比傳值調(diào)用擁有更好的性能優(yōu)勢。

2. 常引用問題

3. 引用做返回值（不知道函數(shù)棧幀創(chuàng)建和銷毀的同學(xué)建議去了解一下）

這塊的問題很有意思，我會重點講。

對于傳值返回，返回的是變量的值，而不是變量的地址，返回值會有一個臨時空間接收，一般情況下，這個臨時空間會是一個寄存器或者是一個在主調(diào)函數(shù)棧幀與被調(diào)函數(shù)棧幀之間的預(yù)先開好的空間（函數(shù)的形參也會被存在這個夾縫里，后面的題會用到這個小知識）

對于傳引用返回，返回的是變量的地址，而不是變量的值，如果返回的變量已經(jīng)隨著函數(shù)棧幀的銷毀被釋放，那這就成了一個經(jīng)典的野指針問題。

最有意思的部分來了，猜猜看這段代碼的運行結(jié)果。

下一個問題，為什么結(jié)果是這樣的？

對于第一第二行輸出，我們用的是int型變量接收的int&返回值，執(zhí)行賦值操作，盡管int&返回值所在的空間已被釋放，但釋放操作與賦值操作間隔時間過短，那個空間還沒有被其他線程占用，因此空間內(nèi)的值沒有被更改，返回值就被保存在一個穩(wěn)定空間內(nèi)。在這種情況下，除了會爆非法越界警告，沒有任何異常。

對于第三第四行輸出，我們們用的是int&型變量接收的int&返回值，此時我們保存了返回值的地址，接下來執(zhí)行printf操作，前文提到函數(shù)形參會被保存在主調(diào)函數(shù)棧幀與被調(diào)函數(shù)棧幀的夾縫里。在printf函數(shù)準(zhǔn)備形參時，因為其調(diào)用空間沒有觸及返回值所在空間，此時形參值正常，緊接著printf的函數(shù)棧幀開辟，返回值所在空間被占用，返回值被銷毀。從第二次調(diào)用printf函數(shù)開始，因返回值被銷毀，形參值異常，打印在屏幕上的結(jié)果就是隨機值。

這道題就留給各位了，答案扣在評論區(qū)就行。

這種代碼雖然沒什么實際意義，但是講解這種匪夷所思的錯誤示范能讓你對下面這個結(jié)論印象深刻。只有當(dāng)返回值所在的空間不會隨著函數(shù)棧幀的銷毀被釋放，才能使用引用返回。

那引用返回有什么讓人眼前一亮的用途嗎？讓我們來個大的。

test3.cpp

s_clist.h

s_clist.cpp

我剛剛又寫了一個查找和一個修改函數(shù)，在C語言里我們需要給查找和修改分別設(shè)計一個接口，但是現(xiàn)在有了引用返回，我們就可以這么玩了。

test3.cpp（修改后）

s_clist.h（修改后）

s_clist.cpp（修改后）

諸位，引用返回爽不爽，還用不用C寫代碼了？

現(xiàn)在總結(jié)一下引用的好處：

傳引用傳參

1. 提高效率

2. 輸出型參數(shù)

傳引用返回

1. 提高效率

2. 修改返回對象

引用講完了，離正餐就不遠(yuǎn)了，目前就剩下一個運算符重載要花點時間，剩下的一筆帶過就行。基礎(chǔ)知識搞定了，就要開始玩類和對象了，難度會再次加碼，同志們還要繼續(xù)努力。