今天要講的是C++中我最喜歡的一個用法——引用，也叫別名。
引用就是給一個變量領取一個變量名，方便我們間接地使用這個變量。我們可以給一個變量創建N個引用，這N + 1個變量共享了同一塊內存區域。
1. 聲明引用
創建引用的格式如下：
數據類型 引用名 = 原變量
比如：
int a = 1;
int& b = a;
在這段代碼中，我們給變量a創建了一個別名b。它們公用同一塊內存區域，就是創建變量a時申請的區域。
注意：由于引用并不需要申請一塊新的內存空間，因此在建立引用時只能聲明，不能定義。
面試題中常考這個知識點，請問下面的代碼是否正確：
int a = 1;
int& b;
b = a;
當然，它是錯的。第二行錯誤，引用在聲明的時候必須指定一個已有的變量，否則編譯器不知道給它分配哪一塊內存空間。
2. 引用的特性
前面已經提到了，引用唯一的特性就是使用已有的內存空間。我們用一段小程序來驗證這個特性。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a = 100;
int &b = a;
a += 50；
cout << a << b << endl;
b += 50;
cout << a << b << endl;
return 0;
}
大家可以自己運行一下這段代碼，整個過程中，無論a放生變化還是b發生變化，a和b的值始終保持一致。
在使用引用時，我們需要注意下面的問題：
- 引用必須與已有的變量相聯系
- 引用并不獨立分配內存空間
- &前有數據類型，是引用符號；&前沒有數據類型，是取地址符號
比如：int& b = a;和int* p = &a;，前者是引用符號，后者是取地址符號。
- 可以用引用給另一個引用初始化
int a = 100;
int& b = a;
int& c = b;
這段代碼中，b和c都是a的引用。
- 引用聲明后不能改變引用關系
int a, b;
int &c = a;
c = b;
這段代碼中，第三行想讓c成為b的引用是辦不到的。它實際實現的功能是把b的值傳遞給了a，c依然是a的引用。因為c一旦聲明為變量a的引用，就不能再修改成變量b的引用了。
ps：這部分之前表述的有問題，感謝大家幫我指出。
3. 引用作為函數參數
這是引用最方便的地方。在學習C語言時，我們知道如果要寫一個變量值交換的函數需要使用指針，代碼如下：
void swap(int* p1, int* p2)
{
int temp = *p1;
*p1 = *p2;
*p2 = temp;
}
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
swap(&a, &b);
printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
}
這段代碼的執行結果如下：
我們通過swap函數成功交換了變量a和變量b的值。注意swap(&a, &b);這句話中的&符號是取地址符號。
很多同學不喜歡指針，見到*就恐懼。從今天起，我們可以用引用替代指針的使用。代碼如下：
#include <iostream>
using namespace std;
void swap(int& a, int& b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
swap(a, b);
printf("a = %d, b = %d\n", a, b);
}
運行一下這段代碼，看看結果：
結果完全相同。我們對swap函數做了修改，通過引用來得到形參的內存空間，之后通過引用完成這兩塊內存空間值的交換。
需要注意的是，在調用的時候swap(a, b);只需要進行值傳遞即可。
引用傳參的好處：與值傳遞相比，引用傳遞不用申請新的內存空間，特別是在需要傳遞類的對象時，能夠大大降低傳參代來的開銷。
4. 引用的常見錯誤
引用的常見錯誤是C++面試和筆試中的常見問題，總結如下：
4.1 引用類型不匹配
int a = 100;
void& b = a;
float& c = a;
第二行和第三行代碼都會報錯，引用的數據類型必須和原始變量類型相同。而且根本不存在void類型的引用。
4.2 不能建立引用數組
int array[5] = {0};
int& arr[5] = array;
這種寫法不允許。
5. 最后
對于單個變量的地址傳遞問題，引用可以完美地取代指針。這使我們在設計函數參數時更加方便。如果需要限定參數不被修改，可以結合const關鍵字使用。
我是天花板，讓我們一起在軟件開發中自我迭代。
如有任何問題，歡迎與我聯系。
