左值引用

1. 指针和引用

在C语言中，可以用指针变量保存变量的地址。在C++中，可以使用引用（Reference）直接引用某个变量。

引用给变量起了别名，它和它引用的变量共用同一块内存空间。在使用引用变量时，实际上是在引用原始的变量。

int a = 10;
int* pa = &a; // 指针
int& ra = a;  // 引用

通过指针 pa 修改 a。

*pa = 20;

通过引用 ra 修改 a。

ra = 30;

引用可以用于更高效地函数传参。

// C swap
void swap(int* pa, int* pb) {
    int temp = *pa;
    *pa = *pb;
    *pb = temp;
}

// C++ swap
void swap(int& a, int& b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int main() {
    // call C swap
    int a = 10, b = 20;
    swap(&a, &b);

    // call C++ swap
    int c = 30, d = 40;
    swap(c, d);
    return 0;
}

另外，和指针不同的是，引用在定义时必须初始化。且引用的变量不能被修改。

2. 常量引用

被 const 修饰的引用称为常量引用。

#include <iostream>

int main() {
    int a = 10;
    const int& const_ra = a;
    std::cout << const_ra << std::endl; // 10
    a = 20; // 修改a的值
    std::cout << const_ra << std::endl; // 20
    return 0;
}

常量引用可以对常变量进行引用，同时也可以对字面常量进行引用。

const int ca = 100;
const int& ra1 = ca;  // 引用常变量

const int& ra2 = 200; // 引用字面常量

在函数传参时，可以使用常量引用接收各种类型的参数。

#include <iostream>

void func(const int& a) {
    std::cout << a << std::endl;
}

int main() {
    func(10); // 传入字面常量

    int n = 20;
    func(n);  // 传入变量

    const int c = 30;
    func(c);  // 传入常变量
    return 0;
}

对于体积较小的变量，常量引用的方式传参和直接传参似乎没什么区别。但是如果是一个很大的对象（如结构体的对象），直接传参发生拷贝的开销很大，用常量引用可以优化对象拷贝的开销。关于这一点，将在之后类和对象章节提到。