引用

在 C++ 中，除了指针之外，还有一个非常重要的概念——引用（Reference）。引用是 C++ 独有的语法（C 语言没有），它可以让我们更加安全、简洁地操作变量，尤其是在函数参数传递、返回值等场景下非常常用。

什么是引用

引用可以认为是变量的一个“别名”，你可以把它理解为给变量起了一个新的名字。通过引用访问变量时，实际上就是在操作原来的变量本身。

引用的定义语法如下：

<数据类型>& <引用名> = <变量名>;

例如：

int a = 10;
int& ref = a; // ref 是 a 的引用（别名）

此时，ref 和 a 指向的是同一个内存空间，无论通过 a 还是 ref 修改值，都会影响同一个变量。

ref = 20; // 等价于 a = 20;
cout << a << endl; // 输出 20

引用与指针的区别

引用和指针虽然都可以用来间接访问变量，但它们有一些重要的区别：

• 指针可以为 nullptr（空指针），但是引用必须绑定到一个有效的变量。
• 引用一旦绑定到一个变量，就不能再更换指向，而指针可以随时重新指向其他变量。
• 访问引用时不需要解引用操作符 *，而指针需要使用 * 来访问指向的值。
• 引用必须要初始化，而指针可以不初始化（但大多数情况下不推荐）。

因为这些原因，引用在很多场景下比指针更安全、更简洁。因此，在 C++ 中，推荐优先使用引用而不是指针，除非确实需要再部分情况下拥有指针的灵活性（此时也推荐使用智能指针）。

引用的常见用途

作为函数参数

在函数参数中使用引用，可以让函数直接操作原变量，而不是拷贝一份副本。当数据为大型结构体时，这样可以提高效率，减少资源的不必要浪费，同时也可以让函数修改外部变量的值。

#include <iostream>
using namespace std;

void swap(int& a, int& b) {
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int main() {
    int x = 1, y = 2;
    swap(x, y); // x 和 y 的值被交换
    cout << x << " " << y << endl; // 输出 2 1
    return 0;
}

范围 for 循环

在 C++11 的范围 for 循环中，引用可以避免拷贝，提高效率，或者直接修改元素。

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int& x : arr) {
    x += 10;
}