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揭秘C#中引用傳遞與指針傳遞區別

2013年07月30日00:04 閱讀: 16941 次

從概念上講。指針從本質上講就是存放變量地址的一個變量,在邏輯上是獨立的,它可以被改變,包括其所指向的地址的改變和其指向的地址中所存放的數據的改變。

而引用是一個別名,它在邏輯上不是獨立的,它的存在具有依附性,所以引用必須在一開始就被初始化,而且其引用的對象在其整個生命周期中是不能被改變的(自始至終只能依附于同一個變量)。

在C++中,指針和引用經常用于函數的參數傳遞,然而,指針傳遞參數和引用傳遞參數是有本質上的不同的:

指針傳遞參數本質上是值傳遞的方式,它所傳遞的是一個地址值。值傳遞過程中,被調函數的形式參數作為被調函數的局部變量處理,即在棧中開辟了內存空間以存放由主調函數放進來的實參的值,從而成為了實參的一個副本。值傳遞的特點是被調函數對形式參數的任何操作都是作為局部變量進行,不會影響主調函數的實參變量的值。(這里是在說實參指針本身的地址值不會變)

而在引用傳遞過程中,被調函數的形式參數雖然也作為局部變量在棧中開辟了內存空間,但是這時存放的是由主調函數放進來的實參變量的地址。被調函數對形參的任何操作都被處理成間接尋址,即通過棧中存放的地址訪問主調函數中的實參變量。正因為如此,被調函數對形參做的任何操作都影響了主調函數中的實參變量。

引用傳遞和指針傳遞是不同的,雖然它們都是在被調函數棧空間上的一個局部變量,但是任何對于引用參數的處理都會通過一個間接尋址的方式操作到主調函數中的相關變量。而對于指針傳遞的參數,如果改變被調函數中的指針地址,它將影響不到主調函數的相關變量。如果想通過指針參數傳遞來改變主調函數中的相關變量,那就得使用指向指針的指針,或者指針引用。

為了進一步加深大家對指針和引用的區別,下面我從編譯的角度來闡述它們之間的區別:

程序在編譯時分別將指針和引用添加到符號表上,符號表上記錄的是變量名及變量所對應地址。指針變量在符號表上對應的地址值為指針變量的地址值,而引用在符號表上對應的地址值為引用對象的地址值。符號表生成后就不會再改,因此指針可以改變其指向的對象(指針變量中的值可以改),而引用對象則不能修改。

最后,總結一下指針和引用的相同點和不同點:

★相同點:

●都是地址的概念;

指針指向一塊內存,它的內容是所指內存的地址;而引用則是某塊內存的別名。

★不同點:

●指針是一個實體,而引用僅是個別名;

●引用只能在定義時被初始化一次,之后不可變;指針可變;引用“從一而終”,指針可以“見異思遷”;

●引用沒有const,指針有const,const的指針不可變;(具體指沒有int& const a這種形式,而const int& a是有的,前者指引用本身即別名不可以改變,這是當然的,所以不需要這種形式,后者指引用所指的值不可以改變)

●引用不能為空,指針可以為空;

●“sizeof 引用”得到的是所指向的變量(對象)的大小,而“sizeof 指針”得到的是指針本身的大小;

●指針和引用的自增(++)運算意義不一樣;

●引用是類型安全的,而指針不是 (引用比指針多了類型檢查

 

 

一、引用的概念

引用引入了對象的一個同義詞。定義引用的表示方法與定義指針相似,只是用&代替了*。
例如: Point pt1(10,10);
Point &pt2=pt1; 定義了pt2為pt1的引用。通過這樣的定義,pt1和pt2表示同一對象。
需要特別強調的是引用并不產生對象的副本,僅僅是對象的同義詞。因此,當下面的語句執行后:
pt1.offset(2,2);
pt1和pt2都具有(12,12)的值。
引用必須在定義時馬上被初始化,因為它必須是某個東西的同義詞。你不能先定義一個引用后才
初始化它。例如下面語句是非法的:
Point &pt3;
pt3=pt1;
那么既然引用只是某個東西的同義詞,它有什么用途呢?
下面討論引用的兩個主要用途:作為函數參數以及從函數中返回左值。

二、引用參數

1、傳遞可變參數
傳統的c中,函數在調用時參數是通過值來傳遞的,這就是說函數的參數不具備返回值的能力。
所以在傳統的c中,如果需要函數的參數具有返回值的能力,往往是通過指針來實現的。比如,實現
兩整數變量值交換的c程序如下:
void swapint(int *a,int *b)
{
int temp;
temp=*a;
a=*b;
*b=temp;
}

使用引用機制后,以上程序的c++版本為:
void swapint(int &a,int &b)
{
int temp;
temp=a;
a=b;
b=temp;
}

調用該函數的c++方法為:swapint(x,y); c++自動把x,y的地址作為參數傳遞給swapint函數。

2、給函數傳遞大型對象
當大型對象被傳遞給函數時,使用引用參數可使參數傳遞效率得到提高,因為引用并不產生對象的
副本,也就是參數傳遞時,對象無須復制。下面的例子定義了一個有限整數集合的類:
const maxCard=100;
Class Set
{
int elems[maxCard]; // 集和中的元素,maxCard 表示集合中元素個數的最大值。
int card; // 集合中元素的個數。
public:
Set () {card=0;} //構造函數
friend Set operator * (Set ,Set ) ; //重載運算符號*,用于計算集合的交集 用對象作為傳值參數
// friend Set operator * (Set & ,Set & ) 重載運算符號*,用于計算集合的交集 用對象的引用作為傳值參數
...
}

先考慮集合交集的實現
Set operator *( Set Set1,Set Set2)
{
Set res;
for(int i=0;i<Set1.card;++i)
for(int j=0;j>Set2.card;++j)
if(Set1.elems[i]==Set2.elems[j])
{
res.elems[res.card++]=Set1.elems[i];
break;
}
return res;
}

由于重載運算符不能對指針單獨操作,我們必須把運算數聲明為 Set 類型而不是 Set * 。
每次使用*做交集運算時,整個集合都被復制,這樣效率很低。我們可以用引用來避免這種情況。
Set operator *( Set &Set1,Set &Set2)
{ Set res;
for(int i=0;i<Set1.card;++i)
for(int j=0;j>Set2.card;++j)
if(Set1.elems[i]==Set2.elems[j])
{
res.elems[res.card++]=Set1.elems[i];
break;
}
return res;
}


三、引用返回值

如果一個函數返回了引用,那么該函數的調用也可以被賦值。這里有一函數,它擁有兩個引用參數并返回一個雙精度數的引用:
double &max(double &d1,double &d2)
{
return d1>d2?d1:d2;
}

由于max()函數返回一個對雙精度數的引用,那么我們就可以用max() 來對其中較大的雙精度數加1:
max(x,y)+=1.0;
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