前言

这一节内容可能会涉及到一些之前所学习的相关知识，如果你还有不明白的，可以去温习一下之前所学C++基础教程

C++引用

什么是引用？

在 C++ 中，引用就是变量的另一个名字（别名）。
可以把它理解成一个“昵称”：通过这个昵称，和直接用变量名字效果是一样的，操作的都是同一个数据。
一旦给变量起了这个“昵称”，就不能再改了，引用会一直绑定在这个变量上。

引用与指针的区别

虽然引用和指针都能用来间接访问变量的内容，但它们有以下重要区别：

引用必须合法：
- 引用在创建时，必须绑定到一个有效的变量。
- 指针可以为空（指向 NULL），或者在以后指向其他变量。
绑定不可更改：
- 引用一旦和某个变量绑定，就不能改为绑定其他变量。
- 指针可以随时指向其他变量。
必须初始化：
- 引用在创建时，必须立刻绑定到某个变量。
- 指针可以在创建时不赋值，稍后再初始化。

如何创建引用？

想象变量是贴在内存位置上的标签，引用就是这个标签的第二个名字。
用法很简单，直接用符号 & 创建一个引用。例如：

1 2	int i = 17; // 定义一个变量 i int& r = i; // 给 i 起了一个别名 r

这里：

r 是变量 i 的引用。
无论是用 i 还是用 r，操作的都是同一个数据。

一个完整例子

来看下面的代码：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 声明简单变量
    int i;        // 一个整型变量
    double d;     // 一个 double 型变量

    // 声明引用变量
    int& r = i;   // r 是 i 的引用
    double& s = d; // s 是 d 的引用

    // 给 i 和 d 赋值
    i = 5;
    d = 11.7;

    // 通过变量名和引用名访问值
    cout << "Value of i: " << i << endl;         // 直接用 i
    cout << "Value of i reference: " << r << endl; // 用引用 r
    cout << "Value of d: " << d << endl;         // 直接用 d
    cout << "Value of d reference: " << s << endl; // 用引用 s

    return 0;
}

运行结果：

Value of i: 5
Value of i reference: 5
Value of d: 11.7
Value of d reference: 11.7

解释

int& r = i;
- 这里 r 是变量 i 的别名。之后，无论是通过 r 还是通过 i 修改值，结果都是一样的，因为它们指向同一块内存。
double& s = d;
- 这里 s 是变量 d 的别名，类似上面。

总结：引用就是变量的另一个名字，引用名和变量名操作的是同一个值。

引用的两个重要用法

引用作为函数参数

在函数参数中使用引用，可以让函数直接操作传入的变量，而不是创建一个副本。
这种方法既高效，又可以避免不必要的数据拷贝。

例子：

void swap(int& x, int& y) {
    int temp = x;
    x = y;
    y = temp;
}

int main() {
    int a = 5, b = 10;
    swap(a, b);  // 交换 a 和 b 的值
    cout << "a: " << a << ", b: " << b << endl;  // 输出 a: 10, b: 5
    return 0;
}

解释：

swap 函数的参数是引用，因此可以直接修改 a 和 b 的值，而不需要返回值。

引用作为函数返回值

可以从函数中返回一个引用，这样可以直接操作返回的值，而不需要拷贝。

例子：

int& getReference(int arr[], int index) {
    return arr[index];  // 返回数组元素的引用
}

int main() {
    int numbers[3] = {10, 20, 30};
    getReference(numbers, 1) = 50;  // 修改数组的第二个元素
    cout << numbers[1] << endl;     // 输出 50
    return 0;
}