C++引用作为函数参数

时间:2014-10-21 17:00    点击:

有了变量名,为什么还需要一个别名呢?C++之所以增加引用类型, 主要是把它作为函数参数,以扩充函数传递数据的功能。

到目前为止我们介绍过函数参数传递的两种情况。

1) 将变量名作为实参和形参
这时传给形参的是变量的值,传递是单向的。如果在执行函数期间形参的值发生变化,并不传回给实参。因为在调用函数时,形参和实参不是同一个存储单元。

【例6.18】要求将变量i和j的值互换。下面的程序无法实现此要求。

  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. int main( )
  4. {
  5. void swap(int,int); //函数声明
  6. int i=3,j=5;
  7. swap(i,j); //调用函数swap
  8. cout<<i<<" "<<j<<endl; //i和j的值未互换
  9. return 0;
  10. }
  11.  
  12. void swap(int a,int b) //企图通过形参a和b的值互换,实现实参i和j的值互换
  13. {
  14. int temp;
  15. temp=a; //以下3行用来实现a和b的值互换
  16. a=b;
  17. b=temp;
  18. }
运行时输出3 5i和j的值并未互换。见图6.27示意。 为了解决这个问题,采用传递变量地址的方法。
图6.27
2) 传递变量的指针 形参是指针变量,实参是一个变量的地址,调用函数时,形参(指针变量)指向实参变量单元。程序见例6.19。 【例6.19】使用指针变量作形参,实现两个变量的值互换。
  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. int main( )
  4. {
  5. void swap(int *,int *);
  6. int i=3,j=5;
  7. swap(&i,&j); //实参是变量的地址
  8. cout<<i<<" "<<j<<endl; //i和j的值已互换
  9. return 0;
  10. }
  11.  
  12. void swap(int *p1,int *p2) //形参是指针变量
  13. {
  14. int temp;
  15. temp=*p1; //以下3行用来实现i和j的值互换
  16. *p1=*p2;
  17. *p2=temp;
  18. }
形参与实参的结合见图6.28示意。
图6.28
这种虚实结合的方法仍然是“值传递”方式,只是实参的值是变量的地址而已。通过形参指针变量访问主函数中的变量(i和j),并改变它们的值。这样就能得到正确结果,但是在概念上却是兜了一个圈子,不那么直截了当。 在Pascal语言中有“值形参”和“变量形参”(即var形参),对应两种不同的传递方式,前者采用值传递方式,后者采用地址传递方式。在C语言中,只有“值形参”而无“变量形参”,全部采用值传递方式。C++把引用型变量作为函数形参,就弥补了这个不足。 C++提供了向函数传递数据的第(3)种方法,即传送变量的别名。 【例6.20】利用“引用形参”实现两个变量的值互换。
  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. int main( )
  4. {
  5. void swap(int &,int &);
  6. int i=3,j=5;
  7. swap(i,j);
  8. cout<<"i="<<i<<" "<<"j="<<j<<endl;
  9. return 0;
  10. }
  11.  
  12. void swap(int &a,int &b) //形参是引用类型
  13. {
  14. int temp;
  15. temp=a;
  16. a=b;
  17. b=temp;
  18. }
输出结果为:     i=5 j=3 在swap函数的形参表列中声明a和b 是整型变量的引用。
图6.29
实际上,在虚实结合时是把实参i的地址传到形参a,使形参a的地址取实参i的地址,从而使a和i共享同一单元。同样,将实参j的地址传到形参b,使形参b的地址取实参j的地址,从而使b和j共享同一单元。这就是地址传递方式。为便于理解,可以通俗地说:把变量i的名字传给引用变量a,使a成为i的别名。 请思考:这种传递方式和使用指针变量作形参时有何不同?分析例6.20(对比例6.19),可以发现:
  • 使用引用类型就不必在swap函数中声明形参是指针变量。指针变量要另外开辟内存单元,其内容是地址。而引用变量不是一个独立的变量,不单独占内存单元,在例6.20中引用变量a和b的值的数据类型与实参相同,都是整型。
  • 在main函数中调用swap函数时,实参不必用变量的地址(在变量名的前面加&),而直接用变量名。系统向形参传送的是实参的地址而不是实参的值。
  • 这种传递方式相当于Pascal语言中的“变量形参”,显然,这种用法比使用指针变量简单、直观、方便。使用变量的引用,可以部分代替指针的操作。有些过去只能用指针来处理的问题,现在可以用引用来代替,从而降低了程序设计的难度。
【例6.21】对3个变量按由小到大的顺序排序。
  1. #include <iostream>
  2. using namespace std;
  3. int main( )
  4. {
  5. void sort(int &,int &,int &); //函数声明,形参是引用类型
  6. int a,b,c; //a,b,c是需排序的变量
  7. int a1,b1,c1; //a1,b1,c1最终的值是已排好序的数列
  8. cout<<"Please enter 3 integers:";
  9. cin>>a>>b>>c; //输入a,b,c
  10. a1=a;b1=b;c1=c;
  11. sort(a1,b1,c1); //调用sort函数,以a1,b1,c1为实参
  12. cout<<"sorted order is "<<a1<<" "<<b1<<" "<<c1<<endl; //此时a1,b1,c1已排好序
  13. return 0;
  14. }
  15. void sort(int &i,int &j,int &k) //对i,j,k 3个数排序
  16. {
  17. void change(int &,int &); //函数声明,形参是引用类型
  18. if (i>j) change (i,j); //使i<=j
  19. if (i>k) change (i,k); //使i<=k
  20. if (j>k) change (j,k); //使j<=k
  21. }
  22. void change (int &x,int &y) //使x和y互换
  23. {
  24. int temp;
  25. temp=x;
  26. x=y;
  27. y=temp;
  28. }
运行情况如下: Please enter 3 integers:23 12 -345↙ sorted order is -345 12 23 可以看到:这个程序很容易理解,不易出错。由于在调用sort函数时虚实结合使形参i,j,k成为实参a1,b1,c1的引用,因此通过调用函数 sort(a1, b1, c1)既实现了对i,j,k排序,也就同时实现了对a1,b1,c1排序。同样,执行change (i, j)函数,可以实现对实参i和j的互换。 引用不仅可以用于变量,也可以用于对象。例如实参可以是一个对象名,在虚实结合时传递对象的起始地址。这会在以后介绍。 当看到&a这样的形式时,怎样区别是声明引用变量还是取地址的操作呢?当&a的前面有类型符时(如int &a),它必然是对引用的声明;如果前面无类型符(如cout<<&a),则是取变量的地址。

来源:未知//所属分类:基础教程/更新时间:2014-10-21 17:00
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