C++中引用和匿名对象的理解和本质剖析

• 引用是什么？

引用其实就是给变量起的一个别名，使用这个别名跟使用变量名没有区别。

• 那什么又是变量名呢？

变量名实质上是一段连续存储空间的别名，是一个标号(门牌号)，编译器通过变量来申请并命名内存空间，程序员可以通过变量的名字可以使用存储空间。

也可以这样理解，变量名是逻辑概念，变量是物理层面，变量含数据类型和数据值，数据类型决定内存的分配，编译器将变量名和变量对应的内存联系起来，使程序员可以通过变量名来操作内存。

• 引用怎么用？

   语法：Type& name = var;

规则：1、普通引用在声明时必须用其它的变量进行初始化

                 2、引用作为函数参数声明时不进行初始化（后面将通过引用本质来解释原因）

• 为什么需要引用？

1）引用作为其它变量的别名而存在，因此在一些场合可以代替指针

2）引用相对于指针来说具有更好的可读性和实用性

引用为java等高级的语言程序员提供了很大便利，其不需要了解C++中的指针，只需要按照以前的习惯来使用就可以。

• 引用的本质剖析（很重要！！）

1、引用其实是个常量，证明如下

大家对C++的引用应该都不陌生吧，抱着既要知其然，也要知其所以然的态度。

下面将按照是什么？怎么用？为什么需要？本质剖析的流程来向大家一一描述。

1、引用其实是个常量，证明如下

int main() 

{  

        int a = 1;    

        //int& b;   C++编译器提示：错误“b”，必须初始化引用-->说明引用是个常量     

        int& b = a;

 }

   说明： 必须初始化引用-->说明引用是个常量

   2、引用其实也是个指针，证明如下

struct teacher

{

    int age;       //4个字节

    teacher& m_techer;

};

 

struct student

{

    int age;               //4个字节

    short& weight;

};

 

int main()

{

    cout<<"sizeof(teacher):"<<sizeof(teacher)<<endl; /*输出sizeof(teacher):8-->说明m_techer的引用占4个字节*/

    cout<<"sizeof(student):"<<sizeof(student)<<endl; /*输出sizeof(student):8-->说明weight的引用占4个字节*/

    system("pause");

    return 0;

}

说明：从上面teacher&和short&的两个引用中占用的4个字节（32位系统），可以推断出引用其实是个指针。          

根据1、2的结论可以推断出引用其实是个指针常量或者是常量指针，下面进一步证明。

3、引用其实是个指针常量 ，证明如下

int main()

{

    int a =10;

    int m = 22;

 

    int& b = a;

    &b = &m;     /*疑问：  b是引用，引用是个指针，指针赋值为什么还要在取地址符&b（因为编译器在我们使用引用时，自动给引用披上了间接引用的外衣即：*b）编译错误 “=”: 左操作数必须为左值-->引用是个指针常量，不能修改其指针的指向。*/

     

    system("pause");

    return 0;

}

说明：引用是个指针常量。下面会说出C++编译器是怎么在C语言的基础上加入引用机制的。

4、C++编译器在C语言的基础上加入引用机制

   说明：     1、声明引用时，C语言将引用声明的是指针常量。（为啥要初始化引用原因）

                     2、引用使用，C语言隐藏了对常指针自动间接引用，让我们完全不用了解指针

                     3、初始化引用时，C语言隐藏了对变量的取地址符&操作，让我们感觉是在直接给变量起别名

   应用的剖析到此就结束了，下面我们来说说匿名对象吧。

•   什么是匿名对象

   匿名对象可以理解为是一个临时对象，一般系统自动生成的，如你的函数返回一个对象，这个对象在返回时会生成一个临时对象。

•    匿名对象的生命周期（很重要！！！）

class Cat

{

public:

    Cat()

    {

        cout<<"Cat类 无参构造函数"<<endl;

    }

 

    Cat(Cat& obj)

    {

        cout<<"Cat类 拷贝构造函数"<<endl;

    }

 

    ~Cat()

    {

        cout<<"Cat类 析构函数 "<<endl;

    }

 

};

 

void playStage() //一个舞台，展示对象的生命周期

{

    Cat();             /*在执行此代码时，利用无参构造函数生成了一个匿名Cat类对象；执行完此行代码，因为外部没有接此匿名对象的变量，此匿名又被析构了*/

    Cat cc = Cat();    /*在执行此代码时，利用无参构造函数生成了一个匿名Cat类对象；然后将此匿名变成了cc这个实例对象，此匿名对象没有被析构。*/

    cout<<"cc 对象好没有被析构"<<endl;    

}

int main()

{

    playStage();

    system("pause");

    return 0;

}

输出：

Cat类 无参构造函数

Cat类 析构函数

Cat类 无参构造函数

cc 对象好没有被析构

Cat类 析构函数

   说明：1、在执行playStage( )函数中的Cat( )时，生成了一个匿名对象，执行完Cat( )代码后，此匿名对象就此消失。这就是匿名对象的生命周期。

                2、在执行playStage( )函数中Cat cc = Cat();时，首先生成了一个匿名对象，因为外部有cc对象在等待被实例化，然后将此匿名对象变为了cc对象，其生命周期就变成了cc对象的生命周期。

总结：

          如果生成的匿名对象在外部有对象等待被其实例化，此匿名对象的生命周期就变成了外部对象的生命周期；

          如果生成的匿名对象在外面没有对象等待被其实例化，此匿名对象将会生成之后，立马被析构。

说明： 必须初始化引用-->说明引用是个常量