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前言

复合类型(compound type)是指基于其他类型定义的类型。

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一、引用是什么？

引用(reference)为对象起了另外一个名字，引用类型引用(refers to)另外一种类型。通过将声明符写成&d的形式来定义引用类型，其中d是声明的变量名：

代码如下（示例）：

int ival = 1024;
int &refVal = ival;			//refVal指向ival（refVal是ival的另一个名字）
int &refVal2;				//错误：引用必须被初始化

在初始化变量中时，初始值会被拷贝到新建的对象中。然而定义时，程序把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。所以一旦初始化完成，引用将和它的初始值对象一直绑定在一起。因为无法令引用重新绑定到另外一个对象，因此引用必须初始化。

ps：C++11中新增了一种引用：所谓的“右值引用”，这种引用主要用于内置类。严格来说当我们使用术语“引用”时，指的其实是“左值引用”。

1.引用即别名

定义了一个引用之后，对其进行的所有操作都是在与之绑定的对象上进行的：

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{int ival = 1024;int &refVal = ival;	refVal = 2;				//把2赋给refVal指向的对象，此处是给了ivalint li = refVal;		//与li = ival执行结果一样（li = 2）cout<<"ival="<<ival<<endl;cout<<"refVal="<<refVal<<endl;cout<<"li="<<li<<endl;cout<<"&ival="<<&ival<<endl;		//打印变量ival的内存地址cout<<"&refVal="<<&refVal<<endl;	//打印引用refVal的内存地址return 0;
}

代码输出：

ival=2
refVal=2
li=2
&ival=0x7ffeefbff3f4		//ival和refVal是同一块内存地址，所以可以理解ival完全等价与refVal
&refVal=0x7ffeefbff3f4

所以可以理解成引用就是为一个已经存在的对象起的另外一个名字。

二、引用的定义

允许在一条语句中定义多个引用，其中每个引用标识符都必须以符号&开头：

int i = 1024, i2 = 2048;		//i和i2都是int
int &r = i, r2 = i2;			//r是一个引用，与i绑定在一起，r2是int
int i3 = 1024, &ri = i3;		//i3是int，ri是一个引用，与i3绑定在一起
int &r3 = i3, &r4 = i2;			//r3和r4都是引用

大部分情况下引用都类型都要和与之绑定的对象严格匹配。而且，引用只能绑定在对象上，而不能与字面值或某个表达式的计算结果绑定在一起。

int &refVal4 = 10;			//错误：引用类型的初始值必须是一个对象
double dval = 3.14;			
int &refVal5 = dval;		//错误：引用的类型的初始值必须是int对象

三、用引用给数组取个名字

当然也可以用引用给数组取个别名，具体方法如下：

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{int arr[5] = {1,2,3,4,5};//目的：给数组arr取个别名int (&my_arr)[5] = arr;		//my_arr就是数组arr的别名//打印数组arr元素for(int i=0;i<5;i++)cout<<arr[i]<<endl;cout<<"-------"<<endl;//打印数组my_arr元素for(int b=0;b<5;b++)cout<<my_arr[b]<<endl;cout<<"数组arr的内存地址:"<<&arr<<endl;cout<<"数组my_arr的内存地址:"<<&my_arr<<endl;	return 0;
}

代码输出结果：

1
2
3
4
5
-------
1
2
3
4
5
数组arr的内存地址:0x7ffeefbff480
数组my_arr的内存地址:0x7ffeefbff480

四、配合typedef使用引用

首先简单介绍下typedef是什么？就是为类型创建个新的名字。

某些场景下，我们也可以配合typedef来使用引用，具体方法如下：

#include<iostream>
using namespace std;
int main(void)
{int arr[5] = {1,2,3,4,5};typedef int TYPE_ARR[5];	//TYPE_ARR就是一个数组类型（有5个int类型元素）//用typedef给数组类型取个别名TYPE_ARR &myarr = arr;		//myarr就是数组arr的别名for(int i=0;i<5;++i)cout<<myarr[i]<<endl;return 0;
}

四、引用作为函数参数

引用也可以用作函数参数。假设，我们需要交换a和b两个数的位置，在不用引用的情况下会输出什么呢？

#include<iostream>
using namespace std;
//不使用引用进行交换
void swap(int a,int b)
{int tmp;		//定义变量tmp用于存放a的值tmp = a;a = b;b=tmp;
}
int main(void)
{int a=1;int b=2;swap(a,b);cout<<"a="<<a<<" "<<"b="<<b<<endl;return 0;
}

代码输出：

a=1 b=2

从代码输出结果来看，a和b还是原来的参数，并没有交换到。那么我们换做引用的方式处理看看结果会发生什么？

#include<iostream>
using namespace std;
//函数参数不使用引用
void swap(int a,int b)
{int tmp;		//定义变量tmp用于存放a的值tmp = a;a = b;b=tmp;
}
//函数参数使用引用
void refSwap(int &a,int &b)
{int tmp;		//定义变量tmp用于存放a的值tmp = a;a = b;b=tmp;
}int main(void)
{int a=1;int b=2;refSwap(a,b);cout<<"a="<<a<<" "<<"b="<<b<<endl;return 0;
}

代码输出：

a=2 b=1

使用引用的方法进行交换，看到代码结果a和b已经互换的位置，因此可以总结出，如果需要操作（改变）对象本身，那么需用引用处理，当然也可以用指针的方式进行处理，但是书写对比引用会相对麻烦，所以一般都是引用。不信可以对比看看。

#include<iostream>
using namespace std;
//函数参数不使用引用
void swap(int a,int b)
{int tmp;		//定义变量tmp用于存放a的值tmp = a;a = b;b=tmp;
}
//函数参数使用引用
void refSwap(int &a,int &b)
{int tmp;		//定义变量tmp用于存放a的值tmp = a;a = b;b=tmp;
}
//函数参数使用指针
void ptrSwap(int *a,int *b)
{int tmp=*a;*a = *b;*b=tmp;
}
int main(void)
{int a=1;int b=2;ptrSwap(&a,&b);cout<<"a="<<a<<" "<<"b="<<b<<endl;return 0;
}

代码输出：

a=2 b=1

从上述的代码看出，引用和指针传参的方式都能使a和b数据进行交换，但是从书写上来看指针会相对复杂且代码难理解，因此建议使用引用的方式对对象本身进行处理。

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五、引用作为函数返回值

如上所说引用可以用作函数参数，那么引用也可以作为函数返回值。

不过注意的是引用作为函数返回值，不能返回局部变量的引用，比如：

#include<iostream>
using namespace std;
//引用作为函数返回值类型
int &data(void)
{int num = 100;		//num数局部变量return num;			//函数返回什么变量，那么引用的就是该变量的别名
}
int main(void)
{int &ret = data();	//ret是函数data()中变量num的别名cout<<"ret="<<ret<<endl;
}

代码输出：

ret=32767

从代码输出结果来看返回的是值跟预期结果的值不一致，因此可以知道如果返回的是局部变量的引用，那么编译器会把返回的结果处理成一个随机值，主要原因是因为局部变量会在返回的过程中进行销毁，从而导致局部变量丢失。

那么如何解决这个问题？通常我们可以使用静态变量，在变量前加上关键字static。

#include<iostream>
using namespace std;
//引用作为函数返回值类型
int &data(void)
{static int num = 100;		//变量num前加上关键字statci,使num变成静态变量return num;			
}
int main(void)
{int &ret = data();	//ret是函数data()中变量num的别名cout<<"ret="<<ret<<endl;
}

代码输出：

ret=100

这时候代码输出结果就跟预期一致啦，当然我们也可以把变量num定义成全局变量，从而达到正确结果。

ps：补充如果函数返回值作为左值，那么函数到返回类型必须是引用。

#include<iostream>
using namespace std;
//函数到返回值作为左值
int &data(void)
{static int num = 100;	return num;			
}
int main(void)
{	int num1=data();int num2=data()=200;cout<<"num1="<<num1<<endl;cout<<"num2="<<num2<<endl;return 0;
}

代码输出：

num1=100
num2=200

那么如果函数返回值用作左值，但是函数返回类型不是引用的话，函数返回值将无法用作左值，编译器会报错。

六、引用的本质

引用的本质在C++内部实现是一个指针常量，C++编译器在编译过程中使用常指针作为引用的内部实现，因此引用所占的空间大小和指针相同，只是这个过程编译器内部实现，用户不可见。

int num = 10;
int &a = num;		//a就是num的别名
//编译器内存转换:int* const a = #a=100;				//等价与num=100

总结

1:引用是什么？->引用(reference)为对象起了另外一个名字。
2:引用怎么定义？->使用操作符&。
3:引用定义的注意事项：引用必须进行初始化；引用一旦初始化就不能修改别名。
4:引用作为函数返回值需要注意什么？->不能返回局部变量的引用。
5:使用什么方法可以解决返回变量的引用？->使用静态变量在数据类型前加上关键字static或定义全局变量。
6:引用用作函数参数有什么效果？->操作对象本身而不会产生副本，从而提升程序的时间效率。
7:还有个常引用后面复习到有关类的知识点时在补充（const tt &b）。