C++入门基础教程：const限定符 与 “引用”

Posted 2021-07-24 Zhi Zhao

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前言

一、const限定符

二、引用

1 引用的定义

2 引用做函数参数

3 引用做函数返回值

4 引用的本质

5 常量引用

结束语

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前言

博主通过对C++基础知识的总结，有望写出深入浅出的C++基础教程专栏，并分享给大家阅读，今后的一段时间我将持续更新C++入门系列博文，想学习C++的朋友可以关注我，希望大家有所收获。

一、const限定符

（1）const int *p=&a 常量指针：指针指向可以修改，但是指针指向的值不可以改变。
（2）int * const p=&a 指针常量：指针指向不可以修改，但是指针指向的值可以改变。
（3）const int * const p=&a  既修饰指针又修饰常量：指针指向和指针指向的值都不可以改变。

int a = 10, b = 20;
// 1、const修饰指针 常量指针：指针指向可以修改，但是指针指向的值不可以改变
const int * p1 = &a;
p1 = &b;   // 正确
*p1 = 30;  // 错误

// 2、const修饰常量 指针常量：指针指向不可以修改，但是指针指向的值可以改变
int * const p2 = &a;
p2 = &b;   // 错误
*p2 = 30;  // 正确

// 3、const修饰指针和常量 既修饰指针又修饰常量：指针指向和指针指向的值都不可以改变
const int * const p3 = &a;
p3 = &b;   // 错误
*p3 = 30;  // 错误

记忆方法：

（1）按照顺序将const 翻译为常量，* 翻译为指针，就可区分常量指针和指针常量。

（2）const 修饰指针时，*p为解引用，const 实际上限定的是指针指向的对象，指针本身并没有被限定，所以指针的指向是可以改变的，但其指向的对象相当于常量，不能改变。

（3）const 修饰常量时，* 在const 限定符前面，const p 限定的是指针 p，此时 p 的值便不能改变，即指针 p的指向是恒定的，而指针 p 指向的对象没有被限定，这个对象的值是可以改变的。

二、引用

1 引用的定义

语法：数据类型 &别名 = 原名

作用：给变量起别名

int a = 10;
int &b = a;

注意事项：（1）引用必须要初始化；（2）引用一旦初始化后，就不可以更改。

一般在初始化变量时，初始值会被拷贝到新建的对象中。但是定义引用时，程序是将引用和它的初始值绑定在一起，而不是将初始值拷贝给引用。一旦初始化完成，引用将和它的初始值对象一直绑定在一起，不可以更改绑定的对象。

例1
int a = 10;

// 1、引用必须初始化
int &b; // 错误，必须要初始化
int &b = a;

// 2、引用在初始化后，不可以更改绑定的对象
int c = 20;
&b = c; // 错误
b = c; // 赋值操作，而不是更改引用

cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
cout << "c = " << c << endl;

以上代码输出a、b、c的值都是20。

2 引用做函数参数

作用：函数传参时，可以利用引用的技术让形参修饰实参。

// 例2：引用传递，交换数据
void mySwap(int &a, int &b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

int main()
{
	int a = 10, b = 20;
	mySwap(a, b);

	cout << "a= " << a << endl;
	cout << "b= " << b << endl;
	system("pause");
	return 0;
}

3 引用做函数返回值

用法：函数的调用可以作为左值。

注意：不要返回局部变量的引用。

例3
// 1、不要返回局部变量的引用
int& test01()
{
	int a = 10; // 局部变量存放在四区中的栈区
	return a;
}
// 2、函数的调用可以作为左值
int& test02()
{
	static int a = 10; // 静态变量,存放在全局区,全局区上的数据在程序结束后系统释放
	return a;
}

int main()
{
	int &ref1 = test01();
	cout << "ref1 = " << ref1 << endl;   // 第一次结果正确，是因为编译器做了保留
	cout << "ref1 = " << ref1 << endl;   // 第二次结果错误，因为a的内存已经释放
	
	int &ref2 = test02();
	cout << "ref2= " << ref2 << endl;
	cout << "ref2= " << ref2 << endl;
	test02() = 1000; // 如果函数的返回值是引用，这个函数调用可以作为左值
	cout << "ref2= " << ref2 << endl;
	cout << "ref2= " << ref2 << endl;
	
	system("pause");
	return 0;
}

4 引用的本质

引用的本质在C++内部实现是一个指针常量(指针指向不可以修改，但是指针指向的值可以改变)。

int a=10;
int &ref=a;  // 编译器自动转换为 int * const ref=&a;
ref=20;      // 内部发现ref是引用，自动转换为 *ref=20;

5 常量引用

作用：修饰形参，防止误操作。

int &ref = 10;        // 错误，引用必须引一块合法的内存空间
const int &ref = 10;  // 加上const之后，编译器将代码修改：int temp=10;const int &ref = temp;
ref = 20;             // 错误，加入const之后变为只读，不可以修改。

术语：常量引用是对 const 的引用

C++程序员们经常把词组“对 const的引用”简称为“常量引用”，这一简称还是挺靠谱的，不过前提是你得时刻记得这就是个简称而已。

严格来说，并不存在常量引用。因为引用不是一个对象，所以我们没法让引用本身恒定不变。事实上，由于C++语言并不允许随意改变引用所绑定的对象，所以从这层意义上理解所有的引用又都算是常量。引用的对象是常量还是非常量可以决定其所能参与的操作，却无论如何都不会影响到引用和对象的绑定关系本身。

关键概念：某些符号有多重含义

int i = 42;
int &r = i;    // &紧随类型名出现，因此是声明的一部分，r是一个引用
int *p;        // *紧随类型名出现，因此是声明的一部分，P是一个指针
p = &i;        // &出现在表达式中，是一个取地址符
*p = i;        // *出现在表达式中，是一个解引用符
int &r2 = *p;  // &是声明的一部分，*是一个解引用符

 在声明语句中，& 和 * 用于组成复合类型；在表达式中，它们的角色又转变成运算符。在不同场景下出现的虽然是同一个符号，但是由于含义截然不同，所以我们完全可以把它们当作不同的符号来看待。

结束语

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