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🍊引用
引用概念：引用并不是一个独立定义的变量或其他值，而是一个对已存在的变量或其他值取了一个别名。这一期间编译器不会为他开辟空间（语法角度），它与其引用对象共同使用内存空间，对别名进行操作会影响引用对象。
引用用法：类型& 引用变量名 = 引用对象名
int num_a = 6;
int& num_b = num_a;//num_b是num_a的别名为了便于理解，我们将取别名再理解为取外号。
tips：”小狗“被取了别名叫”修勾“。
🍊引用与取地址符的区分
&符在类型名后的是引用
int num_a = 6;
int& num_b = num_a;//给变量num_a定义了一个名为num_b的别名&符在变量名前是取地址
int num_a = 6;
int* num_b = &num_a;//取num_a的地址给num_b附：定义别名真的不会另开空间吗
int main()
{
???????int num_a = 6;
???????int& num_b = num_a;//num_b是num_a的别名
???????std::cout << "变量num_a的地址：" << & num_a << std::endl;
???????std::cout << "别名num_b的地址：" << & num_b << std::endl;
???????return 0;
}
小结：从语法角度上，定义别名，其别名是和引用对象共占一块空间的。
tips：底层上，引用实际是依靠指针实现的，具体后期深入。
附：对别名的修改会影响到引用对象吗？
int main()
{
???????int num_a = 6;
???????int& num_b = num_a;
???????std::cout << "引用对象修改前：" << num_a << std::endl;
???????std::cout << "别名修改前：" << num_b << std::endl;
???????num_b--;
???????std::cout << std::endl;
???????std::cout << "引用对象修改后：" << num_a << std::endl;
???????std::cout << "别名修改后：" << num_b << std::endl;
???????return 0;
}
小结：对别名的操作会直接对引用对象进行影响。
🍊引用的特性
1.引用在定义时必须被初始化
int main()
{
???????int& val;//错误，引用的定义（使用）必须指明引用对象
???????return 0;
}
2.一个变量可以有多个引用，而一个别名也可以有多个别名
int main()
{
???????int num_a = 2;
???????int& num_1 = num_a;//一个变量可以拥有多个别名
???????int& num_2 = num_a;
???????int& num_3 = num_a;
???????int& num_cp1 = num_1;//一个别名可以拥有多个别名
???????int& num_cp2 = num_1;
???????int& num_cp3 = num_1;
???????std::cout << "我们都是变量num_a的别名：" << num_1 << " " << num_2 << " " << num_3 << std::endl;
???????std::cout << "我们都是别名num_1的别名：" << num_cp1 << " " << num_cp2 << " " << num_cp3 << std::endl;
???????return 0;
}
3.引用一旦引用某一实体，就不能够再引用其他实体。
int main()
{
???????int val_a = 2;
???????int val_b = 6;
???????int& num_cp = val_a;
???????num_cp = val_b;//num_cp不能够再改变实体，在这只能进行赋值动作
???????std::cout << &val_a << std::endl;//观察num_cp十分还是val_a的别名
???????std::cout << &num_cp << std::endl;
???????return 0;
}
🍊引用的应用场景
1.可用于做参数（输出型参数）
void Change_Num(int& num_1, int& num_2)//用引用接收参数
{
???????num_1 = 60;//是否会对原值进行改变？
???????num_2 = 80;
}
int main()
{
???????int val_1 = 6;
???????int val_2 = 8;
???????Change_Num(val_1, val_2);//传参
???????std::cout << "val_1:" << val_1 << std::endl;
???????std::cout << "val_2:" << val_2 << std::endl;
???????return 0;
}
优点：提高了传参的效率，相对于指针的传址解引用修改。引用做参数能更加直观、便利的完成操作。
tips：输入型参数与输出型参数是什么？
(1)、输入型参数是指：传参处传递的是普通变量，且在函数执行后，不会对外部的实体产生影响。
(2)、输出型参数是指：传参处传递的是地址，或者在接收参数时使用别名接收，运行后会对外部实体产生影响。
2.大型对象的传参，提高效率。（节省了参数拷贝的环节）
3、做返回值（输出型返回值，调用者可通过返回值修改引用对象。减少返回时的一次临时拷贝，提高效率）
🍊传值返回与传引用返回
🍊传值返回
传值返回的意义：函数结束后，通过临时拷贝带回所需要的值。
int test_return()
{
???????int num = 6;
???????return num;//第三步对值进行拷贝，产生值的临时拷贝//返回的只是num的一份临时拷贝
}
int main()//第一步栈空间开辟
{
???????int val = test_return();//第二步调用函数//第三步接收返回值
???????return 0;
}🍊传值返回的实现
进入主函数，main函数在栈帧创建空间，再调用test_return函数，test_return函数在栈帧开辟空间，走到（return num值）的那一步，编译器做了两个动作：
局部变量的生命周期取决于所存储的物理空间，栈空间在函数执行完毕后就会销毁，这也说明函数内的一切局部变量将随着栈空间的销毁而被销毁。
而如果直接将值进行返回，那将是错误的，因为在函数结束后，所有的局部变量空间都被销毁，此时的返回值并不存在，最终形成了一次越界访问的错误，该值也会是一个随机值。
为了返回有效的值，编译器是这么处理的：第一步，当进行到（return num值）时，会对num进行一次临时拷贝，存储它的数据。第二步，再将这一份临时拷贝的数据进行返回拷贝。
附：若函数中所返回值不存放在栈区，那编译器会怎么做？
int test_return()
{
???????static int num = 6;//我存放在静态区，栈帧销毁与我无关
???????//int num = 6;
???????return num;
}确实，静态变量存放在静态区，栈区的销毁动作也并不能影响到它。但编译器同样还是会进行临时拷贝再返回的动作，因为这么做是最安全的。
小结：只要是传值返回，都会形成临时拷贝。
🍊传引用返回
int& test_return()//返回num的别名
{
???????int num = 6;//局部变量在函数结束后会被销毁
???????return num;
}
int main()
{
???????int val = test_return();
???????return 0;
}🍊传引用返回的实现
num成为引用对象，别名被返回。但函数结束意味着栈帧中局部变量的销毁，而别名一旦被定义引用对象便无法再修改。此时别名被返回到主函数中，若对别名进行访问，其结果是未被定义且不确定的。（可能是原值，也可能是随机值）
小结;如果引用对象出了作用域一定被销毁，那么便一定不能使用引用返回，只能使用传值返回。若要使用传引用返回，那么前提一定要保证引用对象出作用域不被销毁。
附：引用对象被销毁后，再次用别名访问，得到的一定是随机值。因为栈空间销毁后，所有地址都保存着一个随机值，虽然引用对象被销毁，但空间一直存在！
tips：引用对象是全局变量或静态变量或是存于堆空间，就可使用引用返回。
🍊传值返回与传引用返回的优缺点
传值返回的优缺点
优点：安全、稳定，应用范围广
缺点：需要进行一次临时拷贝，效率低、速度慢
传引用返回的优缺点
? ?
优点：不用临时拷贝，直接返回别名、对别名的修改可以直接影响实体、高效
缺点：要满足使用条件，才可使用（出作用域不被销毁）
🍊常引用
常引用的意义：const对引用进行修饰，限制权限。
🍊权限规则
1.权限无法被放大
int main()
{
???????const int val = 6;//val由const修饰，只可读，不可写
???????int& num = val;//num是变量val的别名，权限发生改变：可读可写。错误！权限被放大
???????return 0;
}
2.权限可以平移
int main()
{
???????const int val = 6;//权限：可读，不可写
???????const int& num = val;//权限：可读，不可写。正确，权限平移
???????return 0;
}3.权限可以被缩小
int main()
{
???????int val = 6;//权限：可读，可写
???????const int& num = val;//权限：可读，不可写。正确，权限缩小
???????return 0;
}🍊隐式类型转换
隐式类型转换的意义：不同类型间的转换，通常情况下，小类型会隐式转换成大类型。
int main()
{
???????int a = 6;
???????double b = a;
???????//整形变量会向双精度浮点值进行转换，形成一个临时变量进行提升，不会对本体进行改变
???????return 0;
}tips：不同类型间的运算或赋值，变量会进行隐式转换。小类型会向大类型进行提升、截断。
这一过程是在临时变量上进行实现，因为小类型本身的体量过小，没有办法在本体进行提升，所以本体不会发生改变，但也不会被使用，使用的是提升后的那份临时变量。
附：为什么没有发生权限问题？
因为在类型转化中将整形a提升为双精度浮点值后，虽然临时变量具有常性，但表达式本身也只是赋值功能，将临时变量赋值给b，并没有发生权限的改变。
因为权限规则只对指针和引用有效。
int main()
{
???????int a = 6;
???????double& b = a;//定义整形a为双精度浮点值b的引用对象，错误！
???????//整形变量会向双精度浮点值进行转换，在临时变量中进行二进制的提升，所以此时临时变量具有常性，权限不能被扩大。错误！
???????return 0;
}
tips：进行隐式类型转换后，临时变量具有常性，所以不能够成为b的引用对象，因为如此的话，具有常性的临时变量权限将受到放大，这是不符合规则的。
若要正确的对其进行引用，应该加上const修饰别名，起到权限平移的功能。
???????const double& b = a;附：引用的作用在于形成别名，并且对别名具有可访问、可操作的功能，所以会引发类型转化后的权限问题。所以今后在函数参数接收上或具有类型转换的表达式中，最好使用const修饰，提高接收度。
🍊指针与引用的区别
1.在定义时，引用必须初始化，而指针不要求必须初始化
int main() { ???????int& pre;//error:未初始化引用 ???????int* ret; ???????return 0; }
2.没有空引用，但有空指针
int main() { ???????int& pre = nullptr;//不存在对空的引用 ???????int* ret = nullptr; ???????return 0; }
3.引用在初始化阶段引用一个实体后，就不能再引用其他实体。而指针可以在任何情况下改变指向。（同类型实体）
引用举例
using namespace std; int main() { ???????int num_1 = 5; ???????int num_2 = 10; ???????int& pre = num_1; ???????pre = num_2; ???????cout << "pre别名的值:" << pre << " " << "pre引用对象地址：" << &pre << endl; ???????cout << "num_1的地址" << &num_1 << endl; ???????cout << "num_2的地址" << &num_2 << endl; ???????return 0; }
tips：初始化时别名的引用对象为num_1，尽管后面又被“貌似”的引用num_2,但其只是赋值操作。究其根本就是，别名的赋值操作改变了num_1的值，但并不能改变别名的引用对象。
指针举例
int main() { ???????int num_1 = 10; ???????int num_2 = 20; ?? ??? cout << "num_1：" << &num_1 << "? " << "num_2：" << &num_2 << endl; ???????int* pre = &num_1; ???????cout << "pre初始化指向的实体地址：" << " " << pre << endl; ???????pre = &num_2; ???????cout << "pre改变指向的实体地址：" << "?? " << pre << endl; ???????return 0; }
tips:指针确实可以任意修改指向，而引用则不可以随意改变实体。
4.在sizeof操作符中的含义不同，引用的大小取决于引用对象的类型大小，指针的大小取决于系统环境，32位平台下指针大小为：4字节，64位平台下指针大小为：8字节。
int main() { ???????short num = 2; ???????short& pre = num;//引用的大小取决于引用对象的类型大小 ???????short* p = #//指针的大小取决于环境 ???????cout << "pre:" << sizeof(pre) << "? " << "p：" << sizeof(p) << endl; ???????return 0; }
5.引用进行自加的效果会让引用对象的值增加1，指针的自加会让指针向后偏移一个类型大小。
int main() { ???????int num = 5; ???????int& pre = num; ???????int* p = # ???????cout << "pre:" << ++pre << "? " << "p:" << ++p << endl; ?? ??? //pre++表示引用对象值自加1，指针自加则表示向后访问一个自身类型大小的地址 ???????return 0; }
6.有多级指针，但没有多级引用。
int main() { ???????int num = 5; ???????int* p = # ???????int** pp = &p;//有多级指针 ???????int& pre = num; ???????int& ppre = pre;//不能形成多级引用，在这只表示：给别名取一个别名 ???????return 0; }7.访问方式不同：指针需要显式的解引用访问，引用则可以直接使用别名访问。（编译器自己处理）
int main() { ???????int num = 2; ???????int& pre = num; ???????int* p = # ???????cout << "pre:" << pre << "? " << "p:" << *p << endl; ???????//引用可直接使用别名访问实体对象，指针必须使用解引用才可访问实体对象 ???????return 0; }
8.引用的使用比指针要安全。
🍊引用与指针底层刨析
从语法角度来看，引用自身是不开辟空间，是与引用对象共用一块空间。但在底层，引用的实现却并不是如此。
先说结论：引用的实现需要开辟空间，并且底层是依靠指针实现，之所以使用方法不同，在于等于引用进行了封装。
🍊底层刨析
代码：
int main()
{
???????int num = 20;
???????int& pre = num;
???????pre = 30;
???????int* p = #
???????*p = 40;
???????return 0;
}汇编：
???????int num = 20;
005F1FDF? mov???????? dword ptr [num],14h?
???????int& pre = num;
005F1FE6? lea???????? eax,[num]?
005F1FE9? mov???????? dword ptr [pre],eax?
???????pre = 30;
005F1FEC? mov???????? eax,dword ptr [pre]?
005F1FEF? mov???????? dword ptr [eax],1Eh?
???????int* p = #
005F1FF5? lea???????? eax,[num]?
005F1FF8? mov???????? dword ptr [p],eax?
???????*p = 40;
005F1FFB? mov???????? eax,dword ptr [p]?
005F1FFE? mov???????? dword ptr [eax],28h🍊汇编解读
???????int num = 20; 005F1FDF? mov???????? dword ptr [num],14h?首先创建一个四个字节的空间用于存储整形。dword表示：d指的是double（双倍），word表示两个字节，共四个字节，num是变量名，将八进制的20存进变量中。（mov）代表移动。
🍊引用实现部分
???????int& pre = num; 005F1FE6? lea???????? eax,[num]?将num的地址存入到寄存器eax中。
lea表示：装入有效地址，操作数必须为地址。
005F1FE9? mov???????? dword ptr [pre],eax?将寄存器eax中的值移动到pre中。
???????pre = 30; 005F1FEC? mov???????? eax,dword ptr [pre]?将pre的值移动至寄存器eax中。
005F1FEF? mov???????? dword ptr [eax],1Eh?将八进制的30移动到存放pre值的寄存器eax中，相当于赋值操作。
小结：从汇编代码中，可以证实使用引用是必须开辟空间的。
🍊指针实现部分
???????int* p = # 005F1FF5? lea???????? eax,[num]?将变量num的地址存进寄存器eax中。
005F1FF8? mov???????? dword ptr [p],eax?开辟一个四个字节的指针，将寄存器eax的值存进整形指针p中。
???????*p = 40; 005F1FFB? mov???????? eax,dword ptr [p]?将p的值移动到寄存器eax中。
005F1FFE? mov???????? dword ptr [eax],28h将八进制的40赋值给eax。
小结：指针与引用的底层实现相同！
附：指针与引用的相似处
都可以用作函数参数或返回值（输出型参数、输出型返回值）。
tips：引用的不可多级引用是其的缺点，体现在单链表的实现，不可以使用引用，指针更有优势。
小结：指针更为复杂，功能更为强大，可适用的场景更广，但也更为的危险。引用更加的便捷与安全，但适用性还是比指针要狭小一些。
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