引用与非引用.docx

经常看到这样的声明：T& func(T& t)，这种声明和T func(T t)有什么区别？书上的解释是为了提高效率，究竟是如何提高效率的呢？内部执行了什么操作？ 首先看一下在类的成员函数中的引用参数和引用返回值：class A public: int x; A()/构造函数 A(const A& other)/拷贝构造函数 this-x = other.x; cout Copy x = other.x; cout Assign endl; return *this; void func1(A a) void func2(A& a) A func3() return *this; A& func4() return *this; ; 这个类很简单，只有一个成员变量x，并且定义了默认构造函数、拷贝构造函数、析构函数和赋值函数。为了能够更清楚地看到哪个拷贝构造函数与赋值函数是否被调用，在这两个函数中添加了一些输出信息。 类中还定义了四个成员函数，下面分别分析这四个函数的执行情况。 (1) 在main()函数中调用func1()：int main() A a1, a2; a2.func1(a1); return 0; func1()输出结果Copy 为什么会有这样的输出结果呢？这是由于func1()中传递的是值参数，因此在执行函数体之前会先产生一个临时对象，然后调用类的拷贝构造函数初始化这个临时对象，从而输出了Copy。在函数内部操作的是这个临时对象，对临时对象所做的任何修改不会反映到函数的实参上。 (2) 在main()函数中调用func2()以与func1()对比：int main() A a1, a2; a2.func2(a1); return 0; func2()输出结果 结果什么也没有输出。 这是由于传入的是一个引用参数，因此在函数内部不需要产生一个临时对象来保存对象信息，因此不会调用拷贝构造函数。这就是引用参数的作用，减少一次对象的拷贝，提高了函数的效率。 (3) 在main()函数中调用func3()：int main() A a1, a2; a2 = a1.func3(); return 0; func3()输出结果CopyAssign 为什么会输出 Copy 呢？这是因为函数采用的是值返回，因此为了保存返回值，需要先创建一个临时对象，然后调用类的拷贝构造函数将*this的内容拷贝到这个临时对象中，再将临时对象返回。最后通过赋值函数将该临时对象的内容赋值给新对象。 (4) 在main()函数中调用func4()以与func3()对比：int main() A a1, a2; a2 = a1.func4(); return 0; func4()输出结果Assign 只调用了赋值函数，这是引用函数采用的是引用返回，因此直接返回对象自身的引用*this，不需要创建临时对象来保存对象信息，因此不会调用拷贝构造函数。最后通过赋值函数直接将对象本身的内容赋值给新对象。这就是引用返回值的作用，减少了一次对象的拷贝，提高了函数的效率。 总结一下：在类的成员函数中，使用引用参数和引用返回值都不需要产生临时对象，减少了一次对象的拷贝，提高了函数的效率。（非引用参数和非引用返回值都会产生临时对象，并且调用拷贝构造函数） 那么，如果将参数作为返回值返回，并且用引用接收返回值将会产生什么效果呢？下面定义四个全局函数：A& func5(A& a) return a; A& func6(A a) return a; A func7(A& a) return a; A func8(A a) return a; (5) 在main()函数中调用func5()：int main() A a1; a1.x = 1; A& a2 = func5(a1); a1.x+; cout a1.x endl; cout a2.x endl; return 0; func5()输出结果22 func5()采用了引用参数，并且以引用返回值的方式返回了该参数，因此a2是a1的一个引用，对a1的任何改变都会反映到a2上，所以a1、a2的成员变量x的值相同。 (6) 在main()函数中调用func6()：int main() A a1; a1.x = 1; A& a2 = func6(a1); a1.x+; cout a1.x endl; cout a2.x endl; return 0; 编译的时候会报一个警告：警告warning C4172: returning address of local variable or temporaryfunc6()输出结果Copy24198610 警告的意思就是返回了一个局部变量的引用，这种用法实际上是错误的。局部变量在函数返回前就会被释放，因此实际上a2引用到的一块不可知的内存，这从输出的a2.x的值4198610也可以看出来。至于输出Copy，是因为采用的是值参数，上面已经讨论过，这里不再赘述。 (7) 在main()函数中调用func7()：int main() A a1; a1.x = 1; const A& a2 = func7(a1); a1.x+; cout a1.x endl; cout a2.x endl; return 0; func7()输出结果Copy21 这是一种比较特殊的用法，由于func7()采用的是值返回，因此在函数返回前将会产生一个临时对象，并执行一次拷贝构造函数。这样相当于a2引用了一个临时对象。前面曾经说过，临时对象将会在函数返回前被释放，但是为什么这里输出的结果是正常的呢？这是一种特殊情况，C+规定，如果有临时对象有一个引用，那么这个临时对象的生存期将延长到和这个引用相同。这样就可以解释上面的输出结果了：a2引用了一个临时对象，而不是引用了a1，因此a1的任何改变不会影响到a2。 注意：在VC编译环境下，const A& a2 = func7(a1);这行语句前面可以不加const，但是在g+或者其他版本的编译器中不加const将会产生编译错误。加上const更加符合C+标准的规定，因为临时对象不可见，不允许通过该引用来改变临时对象的内容。 (8) 在main()函数中调用func8()：int main() A a1; a1.x = 1; const A& a2 = func8(a1); a1.x+; cout a1.x endl; cout a2.x endl; return 0; func8()输出结果CopyCopy21 通过以上的分析，对这个输出结果也就很好理解了：由于采用的是值参数，因此在函数体执行前会调用一次拷贝构造函数；采用的是值返回值，因此在函数返回前又会调用一次拷贝构造函数，