使用& C++ 中的运算符函数签名

Question

我目前正在阅读 Accelerated C++，我意识到我不太明白如何 &适用于函数签名。

int* ptr=#

意味着 ptr 现在保存了 num 的地址，但这意味着什么呢？

void DoSomething(string& str)

据我了解，这是通过变量的引用传递（这意味着传递地址），但是当我执行

void DoSomething(string& str)
{
  string copy=str;
}

它时，它创建的是 str.我认为它会引发错误，因为我试图将指针分配给变量。

这里发生了什么？使用 * 和 & 的含义是什么？在函数调用中？

Answer 1

引用不是指针，尽管它们的用途相似，但它们是不同的。
您可以将引用视为另一个变量的别名，即具有相同地址的第二个变量。它本身不包含地址，它只是引用与其初始化的变量相同的内存部分。

所以

string s = "Hello, wordl";
string* p = &s; // Here you get an address of s
string& r = s; // Here, r is a reference to s    

s = "Hello, world"; // corrected
assert( s == *p ); // this should be familiar to you, dereferencing a pointer
assert( s == r ); // this will always be true, they are twins, or the same thing rather

string copy1 = *p; // this is to make a copy using a pointer
string copy = r; // this is what you saw, hope now you understand it better.

Answer 2

C++ 中的 & 字符有双重用途。它可以意味着（至少）

1. 获取值的地址
2. 声明对类型的引用

您在函数签名中引用的用途是#2 的实例。参数string& str 是对 string 实例的引用。这不仅限于函数签名，也可能发生在方法体中。

void Example() {
  string s1 = "example";
  string& s2 = s1;  // s2 is now a reference to s1
}

我建议您查看有关参考的 C++ FAQ 条目，因为它是对它们的很好的介绍。

• https://isocpp.org/wiki/faq/references

Answer 3

在阅读 Accelerated C++ 第 10 章之前，您不应该对指针有任何了解！

引用为其他地方存在的内容创建另一个名称，即别名。就是这样。不涉及隐藏指针或地址。别往窗帘后面看！

想想一个叫罗伯特的人

guy   Robert;

有时你可能想叫他鲍勃

guy& Bob = Robert;

现在鲍勃和罗伯特指的是同一个人。你不会得到他的地址（或电话号码），只是同一件事的另一个名字。

在您的函数中，

void DoSomething(string& str)
{
  string copy=str;
}

它的工作原理完全相同，str 是其他地方存在的某些字符串的另一个名称。

不要关心这是如何发生的，只需将引用视为某个对象的名称即可。
编译器必须弄清楚如何连接名称，而您不必这样做。

Answer 4

在分配变量（即 int* ptr = &value）的情况下，使用 & 符号将返回变量的地址（在本例中为 <代码>值）。

在函数参数中，使用＆符号意味着您正在传递对变量内存中同一物理区域的访问或引用（如果您不使用它，则会发送一个副本）。如果您使用星号作为参数的一部分，则表明您正在传递一个变量指针，这将实现几乎相同的效果。此处的区别在于，使用 & 符号时，您可以通过名称直接访问变量，但如果传递指针，则必须遵循该指针来获取和操作实际值：

void increase1(int &value) {
   value++;
}

void increase2(int *value) {
   (*value)++;
} 

void increase3(int value) {
   value++;
}

请注意，increase3 对您传递给它的原始值没有任何作用，因为只发送了一个副本：

int main() {
   int number = 5;
   increase1(number);
   increase2(&number);
   increase3(number);
   return 0;
}

3 个函数调用结束时 number 的值是 7，而不是8.

Answer 5

它是一个引用，允许函数修改传递的字符串，这与普通字符串参数不同，普通字符串参数的修改不会影响传递给函数的字符串。

你经常会看到 const string& 类型的参数；这是出于性能目的而完成的，因为内部引用不会创建字符串的副本。

Answer 6

int* ptr=#

第一种情况：由于 ptr 是一个内存，它存储变量的地址。的&运算符返回 num 在内存中的地址。

void DoSomething(string& str)

第二种情况：& 运算符用于表明变量是通过引用传递的，并且可以由函数更改。

所以基本上 &根据上下文，运算符有 2 个功能。

Answer 7

虽然编译器可以通过将地址作为指针传递来实现按引用传递，但从语义上讲，它与地址或指针无关。简单来说，它只是变量的别名。

C++ 有很多情况下，语法在具有不同语义的不同上下文中重用，这就是其中之一。

Answer 8

在以下情况下：

int* ptr=#

您声明一个名为 ptr 的变量，其类型为 int *（int 指针），并将其值设置为“变量 num 的地址” “（&num）。 “addressof”运算符 (&) 返回一个指针。

在以下情况下：

void DoSomething(string& str)

您将 DoSomething() 方法的第一个参数声明为“引用字符串”类型。实际上，这是定义“按引用传递”的 C++ 方式。

请注意，虽然 & 运算符在这些情况下的操作类似，但其行为方式并不相同。具体来说，当用作运算符时，您告诉编译器获取指定变量的地址；当在方法签名中使用时，您告诉编译器该参数是一个引用。还要注意，“参数作为引用”位与具有作为指针的参数不同。引用参数 (&) 会自动取消引用，并且该方法永远不会暴露底层数据的存储位置；使用指针参数，您仍然通过引用传递，但是您暴露了存储变量的方法，并且如果该方法无法执行取消引用（这种情况发生的频率比您想象的要高），则可能会暴露问题。

Answer 9

您正在从 str 中隐式复制构造 copy。是的，str 是一个引用，但这并不意味着您不能从中构造另一个对象。在 C++ 中，& 运算符意味着以下三件事之一 -

1. 当您定义普通引用变量时，您会为一个变量创建一个别名目的。
2. 当您在函数参数中使用它时，它是通过引用传递 - 您还创建了对象的别名，与副本相反。在这种情况下，您不会注意到任何差异，因为它基本上是您传递给它的对象。当您传递的对象包含指针等时，它确实会产生影响。
3. &的最后一个（与您的情况大部分无关）含义是按位AND。

考虑引用的另一种方法（尽管稍微不正确）是取消引用指针的语法糖。