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1.6.2 引用

《程序员面试笔试真题与解析》本书针对当前各大 IT企业面试笔试中特性与侧重点,精心挑选了 3年以来近百家典型 IT企业的面试笔试真题,这些企业涉及业务包括系统软件、搜索引擎、电子商务、手机 APP、安全关键软件等,面试笔试真题非常具有代表性与参考性。本节为大家介绍引用。

作者:猿媛之家来源:机械工业出版社|2017-12-06 14:32

1.6.2 引用

【真题 71】引用与指针有什么区别?

答案:程序设计中的引用其实就是别名的意思,它用于定义一个变量来共享另一个变量的内存空间,变量是一个内存空间的名字,如果给内存空间起另外一个名字,那么就能够共享这个内存了,进而提高程序的开发效率。指针是指向另一个内存空间的变量,可以通过它来索引另一个内存空间的内容,需要注意的是,指针本身也有自己的内存空间。

通过上面的定义不难发现,引用与指针有着相同的地方,即指针指向一块内存,它的内容是所指内存的地址,引用是某块内存的别名。但是,二者并非完全相同,它们之间也存在着差别,具体表现在如下几个方面的内容:

1)从本质上讲,指针是存放变量地址的一个变量,在逻辑上是独立的,它可以被改变,即其所指向的地址可以被改变,其指向的地址中所存放的数据也可以被改变。而引用则只是一个别名而已,它在逻辑上不是独立的,它的存在具有依附性,所以,引用必须在一开始就被初始化,而且其引用的对象在其整个生命周期中是不能被改变的,即自始至终只能依附于同一个变量,具有“从一而终”的特性。

2)作为参数传递时,二者意义不同。在 C++语言中,指针与引用都可以用于函数的参数传递,但是指针传递参数和引用传递参数有着本质的不同。指针传递参数本质上是值传递的方式,它所传递的是一个地址值。值传递过程中,被调函数的形式参数作为被调函数的局部变量处理,即在栈中开辟了内存空间以存放由主调函数放进来的实参的值,从而成为了实参的一个副本。值传递的特点是被调函数对形式参数的任何操作都是作为局部变量进行,不会影响主调函数的实参变量的值。而在引用传递过程中,被调函数的形式参数虽然也作为局部变量在栈中开辟了内存空间,但是这时存放的是由主调函数放进来的实参变量的地址。被调函数对形参的任何操作都被处理成间接寻址,即通过栈中存放的地址访问主调函数中的实参变量。正因为如此,被调函数对形参做的任何操作都影响了主调函数中的实参变量。虽然它们都是在被调函数栈空间上的一个局部变量,但是任何对于引用参数的处理都会通过一个间接寻址的方式操作到主调函数中的相关变量。而对于指针传递的参数,如果改变被调函数中的指针地址,它将影响不到主调函数的相关变量。如果想通过指针参数传递来改变主调函数中的相关变量,那就得使用指向指针的指针,或者指针引用。

3)使用引用时,不需要解引用( *),而指针需要解引用。

4)引用只能在定义时被初始化一次,之后不能被改变,即引用具有“从一而终”的特性。而指针却是可变的,指针的初始化不是指指针的定义,定义只是分配一个地址用来存储这个指针的值,而初始化是用来初始化这个指针的值。例如定义 float *a,会为 a分配一个地址,初始值是随机的值,初始化可以将指针 a赋值为 NULL,即 a = NULL,这样在以后的程序中可以增加 if(a == NULL)来判断指针是否有效,否则不行。因此,一般建议在定义指针的时候给指针初始化一个默认的值,例如 float*a = new float;,

或者 float b; float *a = &b;,都可以使指针指向一块内存以实现初始化。

5)引用不可以为空,而指针可以为空。引用必须与存储单元相对应,一个引用对应一个存储单元。

6)对引用进行 sizeof操作得到的是所指向的变量(对象)的大小,而对指针进行 sizeof操作得到的是指针本身(所指向的变量或对象的地址)的大小, typeid(T) == typeid(T&) 一直为真,sizeof(T) == sizeof(T&)一直为真,但是当引用作为成员时,其占用空间与指针相同。

7)指针和引用的自增( ++)运算意义不一样。

8)如果返回动态分配的对象或内存,必须使用指针,引用可能会引起内存泄露。

由于引用与指针的区别,所以,并非所有使用指针的地方都可以使用引用,也并非所有使用引用的地方都可以使用指针,二者的使用也有其特定的环境。以如下代码为例分析。

1)int *a; int * & p=a; int b=8; p=&b; //正确,指针变量的引用
void & a=3;    //不正确,没有变量或对象的类型是 void 
int & ri=NULL; //不正确,有空指针,无空引用


2)int & ra=int; //不正确,不能用类型来初始化
int *p=new int; int & r=*p; //正确


3)引用不同于一般变量,下面类型声明是非法的:
 
int &b[3]; //不能建立引用数组
int & *p; //不能建立指向引用的指针
int &&r; //不能建立引用的引用

4)当使用取址运算符 &取一个引用的地址时,其值为所引用变量的地址。通过上面的实例可以发现,引用与指针都有其特定的使用场景,所以,该使用指针的时候就使用指针,该使用引用的时候就使用引用,切不可混淆。

【真题 72】引用可以是 void类型吗?

答案:不可以。

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