C++中引用和匿名對象的理解和本質剖析

• 引用是什么？

引用其實就是給變量起的一個別名，使用這個別名跟使用變量名沒有區別。

• 那什么又是變量名呢？

變量名實質上是一段連續存儲空間的別名，是一個標號(門牌號)，編譯器通過變量來申請并命名內存空間，程序員可以通過變量的名字可以使用存儲空間。

也可以這樣理解，變量名是邏輯概念，變量是物理層面，變量含數據類型和數據值，數據類型決定內存的分配，編譯器將變量名和變量對應的內存聯系起來，使程序員可以通過變量名來操作內存。

• 引用怎么用？

   語法：Type& name = var;

規則：1、普通引用在聲明時必須用其它的變量進行初始化

                 2、引用作為函數參數聲明時不進行初始化（后面將通過引用本質來解釋原因）

• 為什么需要引用？

1）引用作為其它變量的別名而存在，因此在一些場合可以代替指針

2）引用相對于指針來說具有更好的可讀性和實用性

引用為java等高級的語言程序員提供了很大便利，其不需要了解C++中的指針，只需要按照以前的習慣來使用就可以。

• 引用的本質剖析（很重要！！）

1、引用其實是個常量，證明如下

大家對C++的引用應該都不陌生吧，抱著既要知其然，也要知其所以然的態度。

下面將按照是什么？怎么用？為什么需要？本質剖析的流程來向大家一一描述。

1、引用其實是個常量，證明如下

int main() 

{  

        int a = 1;    

        //int& b;   C++編譯器提示：錯誤“b”，必須初始化引用-->說明引用是個常量     

        int& b = a;

 }

   說明： 必須初始化引用-->說明引用是個常量

   2、引用其實也是個指針，證明如下

struct teacher

{

    int age;       //4個字節

    teacher& m_techer;

};

 

struct student

{

    int age;               //4個字節

    short& weight;

};

 

int main()

{

    cout<<"sizeof(teacher):"<<sizeof(teacher)<<endl; /*輸出sizeof(teacher):8-->說明m_techer的引用占4個字節*/

    cout<<"sizeof(student):"<<sizeof(student)<<endl; /*輸出sizeof(student):8-->說明weight的引用占4個字節*/

    system("pause");

    return 0;

}

說明：從上面teacher&和short&的兩個引用中占用的4個字節（32位系統），可以推斷出引用其實是個指針。          

根據1、2的結論可以推斷出引用其實是個指針常量或者是常量指針，下面進一步證明。

3、引用其實是個指針常量 ，證明如下

int main()

{

    int a =10;

    int m = 22;

 

    int& b = a;

    &b = &m;     /*疑問：  b是引用，引用是個指針，指針賦值為什么還要在取地址符&b（因為編譯器在我們使用引用時，自動給引用披上了間接引用的外衣即：*b）編譯錯誤 “=”: 左操作數必須為左值-->引用是個指針常量，不能修改其指針的指向。*/

     

    system("pause");

    return 0;

}

說明：引用是個指針常量。下面會說出C++編譯器是怎么在C語言的基礎上加入引用機制的。

4、C++編譯器在C語言的基礎上加入引用機制

   說明：     1、聲明引用時，C語言將引用聲明的是指針常量。（為啥要初始化引用原因）

                     2、引用使用，C語言隱藏了對常指針自動間接引用，讓我們完全不用了解指針

                     3、初始化引用時，C語言隱藏了對變量的取地址符&操作，讓我們感覺是在直接給變量起別名

   應用的剖析到此就結束了，下面我們來說說匿名對象吧。

•   什么是匿名對象

   匿名對象可以理解為是一個臨時對象，一般系統自動生成的，如你的函數返回一個對象，這個對象在返回時會生成一個臨時對象。

•    匿名對象的生命周期（很重要！！！）

class Cat

{

public:

    Cat()

    {

        cout<<"Cat類 無參構造函數"<<endl;

    }

 

    Cat(Cat& obj)

    {

        cout<<"Cat類 拷貝構造函數"<<endl;

    }

 

    ~Cat()

    {

        cout<<"Cat類 析構函數 "<<endl;

    }

 

};

 

void playStage() //一個舞臺，展示對象的生命周期

{

    Cat();             /*在執行此代碼時，利用無參構造函數生成了一個匿名Cat類對象；執行完此行代碼，因為外部沒有接此匿名對象的變量，此匿名又被析構了*/

    Cat cc = Cat();    /*在執行此代碼時，利用無參構造函數生成了一個匿名Cat類對象；然后將此匿名變成了cc這個實例對象，此匿名對象沒有被析構。*/

    cout<<"cc 對象好沒有被析構"<<endl;    

}

int main()

{

    playStage();

    system("pause");

    return 0;

}

輸出：

Cat類 無參構造函數

Cat類 析構函數

Cat類 無參構造函數

cc 對象好沒有被析構

Cat類 析構函數

   說明：1、在執行playStage( )函數中的Cat( )時，生成了一個匿名對象，執行完Cat( )代碼后，此匿名對象就此消失。這就是匿名對象的生命周期。

                2、在執行playStage( )函數中Cat cc = Cat();時，首先生成了一個匿名對象，因為外部有cc對象在等待被實例化，然后將此匿名對象變為了cc對象，其生命周期就變成了cc對象的生命周期。

總結：

          如果生成的匿名對象在外部有對象等待被其實例化，此匿名對象的生命周期就變成了外部對象的生命周期；

          如果生成的匿名對象在外面沒有對象等待被其實例化，此匿名對象將會生成之后，立馬被析構。

說明： 必須初始化引用-->說明引用是個常量