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小编给大家分享一下C++中传值、传地址和传引用的区别是什么,相信大部分人都还不怎么了解,因此分享这篇文章给大家参考一下,希望大家阅读完这篇文章后大有收获,下面让我们一起去了解一下吧!
传值与传地址,相信大家都了如指掌了,在这里先介绍一下什么是引用?
引用不是新定义一个变量,而是给已存在变量取了一个别名,编译器不会为引用变量开辟内存空间,它和它引用的变量共用同一块内存空间。
说白了,引用就是给变量起外号,比如一个人可以有乳名,有学名,有笔名,其实就都是一个人而已。
例:林冲,江湖上人称“豹子头"
类型& 引用变量名(对象名) = 引用实体;
void TestRef() { int a = 10; int& ra = a; //<====定义引用类型 printf("%p\n", &a); printf("%p\n", &ra); }
可以看出a 和ra地址是一样的,足以证明,引用就是变量本身。
注意:引用类型必须和引用实体是同种类型的
意思是:对象用 int 定义的,那么引用必须是 int&
引用特性
1. 引用在定义时必须初始化
#include<iostream> using namespace std; void TestRef() { int a = 10; int& ra; // 该条语句编译时会出错 int& ra = a; int& rra = a; printf("%p %p %p\n", &a, &ra, &rra); } int main() { TestRef(); return 0; }
int ra&; // 不赋初值,会报错
2、一个变量可以有多个引用,一个人可以有多个外号
#include<iostream> using namespace std; void TestRef() { int a = 10; int& ra = a; int& rra = a; printf("%p\n%p\n%p\n", &a, &ra, &rra); } int main() { TestRef(); return 0; }
3、引用一旦引用一个实体,再不能引用其他实体,意思是,ra是 a 的引用后,就不能再引用别的对象
1、 传值、传引用返回的比较
传值返回:
#include<iostream> using namespace std; int Add(int a, int b) { int c = a + b; return c; } int main() { int ret=Add(1,2); cout << "ret:" << ret << endl; return 0; }
注意: 返回时,c会将自己的值,复制给一个临时变量,ret接收的其实是c的拷贝,c在 Add 函数调用结束后,随着栈帧的销毁,而销毁。
c的拷贝变量一般开在,调用c所在函数的函数中,此例就是在main函数中开辟,当返回变量较小时,业可能在寄存器中开辟空间存放返回变量的拷贝
传引用返回:
#include<iostream> using namespace std; int& Add(int a, int b) { int c = a + b; return c; } int main() { int& ret=Add(1,2); cout << "ret:" << ret << endl; return 0; }
大家猜猜结果是什么呢?
是 3 吗?
结果是随机值,这是为什么呢?
因为返回的是 c 的引用,也就是 c本身,而 c 变量是存储在栈帧中,随着函数的结束,栈帧销毁,c也随着销毁,空间释放,这时就造成非法引用,值为随机值。
那怎么办呢?
不将c放到栈帧中就可以了,将c放到 静态区
#include<iostream> using namespace std; int& Add(int a, int b) { static int c = a + b; return c; } int main() { int& ret=Add(1,2); cout << "ret:" << ret << endl; return 0; }
再来一个有趣的题,下面代码的结果是什么呢?
#include<iostream> using namespace std; int& Add(int a,int b) { int c = a + b; return c; } int main() { int& ret = Add(1, 2); Add(5, 7); cout << ret << endl; return 0; }
很多人会以为是 3 吧
结果是 12 ,可是并没有输出 Add(5,7) 。为什么会是12呢
调用Add(1,2)后,将结果返回ret,ret此时是3,栈帧销毁,释放空间,后又调用Add(5,7),重新开辟栈帧,此时开辟的栈帧和上次销毁的是一个地方。ret还指向上一个c的位置,此时c=5+7;
#include<iostream> using namespace std; int& Add(int a,int b) { int c = a + b; return c; } int main() { int& ret = Add(1, 2); Add(5, 7); printf("你是真狗\n"); cout << ret << endl; return 0; }
此时输出是随机值,是因为,又调用了printf函数,占用了释放的空间,ret虽然还指向原来c所在的空间,但是,值已经是随机值了。
2、传值、传引用效率比较
以值作为参数或者返回值类型,在传参和返回期间,函数不会直接传递实参或者将变量本身直接返回,而是传递实参或者返回变量的一份临时的拷贝,因此用值作为参数或者返回值类型,效率是非常低下的,尤其是当参数或者返回值类型非常大时,效率就更低
#include<iostream> #include<time.h> using namespace std; struct A{ int a[10000]; }; void TestFunc1(A a){} void TestFunc2(A& a){} void TestRefAndValue() { A aa; // 以值作为函数参数 size_t begin1 = clock(); for (size_t i = 0; i < 10000; ++i) TestFunc1(aa); size_t end1 = clock(); // 以引用作为函数参数 size_t begin2 = clock(); for (size_t i = 0; i < 10000; ++i) TestFunc2(aa); size_t end2 = clock(); // 分别计算两个函数运行结束后的时间 cout << "TestFunc1(A)-time:" << end1 - begin1 << endl; cout << "TestFunc2(A&)-time:" << end2 - begin2 << endl; } int main() { TestRefAndValue(); return 0; }
可以看出传引用的效率,远胜于传值
下面传值返回与传引用返回比较
#include<iostream> #include<time.h> using namespace std; struct A { int a[10000]; }; A a; // 值返回 A TestFunc1() { return a; } // 引用返回 A& TestFunc2() { return a; } void TestReturnByRefOrValue() { // 以值作为函数的返回值类型 size_t begin1 = clock(); for (size_t i = 0; i < 100000; ++i) TestFunc1(); size_t end1 = clock(); // 以引用作为函数的返回值类型 size_t begin2 = clock(); for (size_t i = 0; i < 100000; ++i) TestFunc2(); size_t end2 = clock(); // 计算两个函数运算完成之后的时间 cout << "TestFunc1 time:" << end1 - begin1 << endl; cout << "TestFunc2 time:" << end2 - begin2 << endl; } int main() { TestReturnByRefOrValue(); return 0; }
可以看出传引用返回的效率,远胜于传值
所以,可以 传引用的时候要传引用,效率更高,但要注意,局部变量不可以传引用,出了函数,栈帧销毁,就会越界访问。
在语法概念上引用就是一个别名,没有独立空间,和其引用实体共用同一块空间。
在底层实现上,引用和地址是一样的,在底层实现上实际是有空间的,因为引用是按照指针方式来实现的。
#include<iostream> #include<time.h> using namespace std; int main() { int a = 10; // 在语法上,这里给a这块空间取了一个别名,没有新开空间 int& ra = a; ra = 20; // 在语法上,这里定义个pa指针变量,开了4个字节,存储a的地址 int* pa = &a; *pa = 20; int b = 10; int*& rpa = pa; rpa = &b; return 0; }
可以看出,引用和指针在汇编实现上是一样的。那么他们的效率也是一样的。
指针和引用的区别:
引用在定义时必须初始化,指针没有要求
引用在初始化时引用一个实体后,就不能再引用其他实体而指针可以在任何时候指向任何,一个同类型实体
没有NULL引用,但有NULL指针
在sizeof中含义不同:引用结果为引用类型的大小,但指始终是地址空间所占字节个数(32位平台下占4个字节)
引用自加即引用的实体增加1,指针自加即指针向后偏移一个类型的大小
有多级指针,但是没有多级引用
访问实体方式不同,指针需要显式解引用,引用编译器自己处理
引用比指针使用起来相对更安全
以上是“C++中传值、传地址和传引用的区别是什么”这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!相信大家都有了一定的了解,希望分享的内容对大家有所帮助,如果还想学习更多知识,欢迎关注亿速云行业资讯频道!
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