C++函數(shù)返回可以被賦值的左值與&和*運(yùn)算辨析

摘要： C++語(yǔ)言中的引用概念與&和*運(yùn)算是幾個(gè)相關(guān)的概念。如何用簡(jiǎn)明、準(zhǔn)確的語(yǔ)言講解引用概念和相關(guān)的運(yùn)算，讓學(xué)習(xí)者容易理解記憶，我們一直在探討。本文用例題和實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證有關(guān)概念，講清楚這些概念的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：引用；指針；&運(yùn)算；*運(yùn)算

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）28-0277-02

本文通過(guò)返回可以被賦值的左值（變量或?qū)ο螅┑葞讉€(gè)例子，對(duì)引用概念進(jìn)行辨析。講清楚變量的引用、返回引用的函數(shù)，&運(yùn)算，*運(yùn)算等。希望對(duì)于學(xué)習(xí)C++的人有所幫助。

1 變量的引用

引用是給已經(jīng)存在的變量指定一個(gè)別名，相當(dāng)于給一個(gè)人起外綽號(hào)。是一種使用已經(jīng)定義了的變量的方法。引用不分配新的存儲(chǔ)空間、不產(chǎn)生新變量。別名也是該變量空間的名字。并且這個(gè)別名不能再作為其他變量的名字或別名。

引用方法的一般格式是：

<類型名><&引用名> = <被引用的已經(jīng)存在的變量名>；

其中<類型名> 要與 <被引用的已經(jīng)存在的變量名>的類型保持一致。&在此是起標(biāo)識(shí)作用。聲明引用時(shí)必須同時(shí)對(duì)其進(jìn)行初始化，即上面的格式中不能少項(xiàng)。

例題1（本文所有例題都在VC++2017下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）

#include

using namespace std；

int main（int argc， char *argv[]）

{double p = 3.14；

cout <<"被重新賦值前p="<< p << endl；

double &bp; = p； //A行，聲明bp為p的別名。

//double &bp2; = p；//同一個(gè)變量，起2個(gè)別名。

//double &bp2; = bp；//變量的別名的別名。

bp = 3.14159；

cout <<"被重新賦值p="<< p << endl；

cout <<"bp="<< bp << endl；

cout <<"&p;="<<&p; << endl；

cout <<"&bp;="<<&bp; << endl； //B行

//cout <<"&bp2;="<<&bp2; << endl；

system（"pause"）；

}

運(yùn)行結(jié)果：

被重新賦值前p=3.14

被重新賦值p=3.14159

bp=3.14159

&p;=0097F828

&bp;=0097F828

其中p和bp的地址值都是0097F828相等，說(shuō)明引用沒(méi)有分配新的存儲(chǔ)空間。

思考題1：如果在例題1的//A行后加double &bp2;=p； //B行后加cout<<"&bp2;="<<&bp2;<

答：說(shuō)明同一個(gè)變量可以有多個(gè)別名。

思考題2：如果在例題1的//A行后加行改為double &bp2;=bp； 程序還能運(yùn)行說(shuō)明了什么？

答：說(shuō)明可以給變量p的別名bp再指定別名bp2。

函數(shù)的引用參數(shù)就是變量的引用。如： void swap（int &a;，int &b;）{…}；int main（ ）{int x=1，y=2； swap（x， y）； …}語(yǔ)句swap（x， y）；可以看成swap（int &a;=x， int &b;=y）；在swap開(kāi)辟的新工作區(qū)中把a(bǔ)和b分別作為主函數(shù)中變量x和變量y的別名。對(duì)象也可以作為函數(shù)的引用參數(shù)。

關(guān)于引用的說(shuō)明：

（1）變量的引用名不能再做其他變量的引用名。

（2）引用只是說(shuō)明，沒(méi)有定義新變量。

（3）引用僅在說(shuō)明時(shí)帶有&，使用引用名不能再帶&。

（4）函數(shù)參數(shù)的引用名，可以返回多個(gè)值。

（5）被引用的必須是左值。即可以被賦值的變量或?qū)ο蟆?/p>

（6）引用與被引用變量類型必須相同。

（7）不允許對(duì)void類型進(jìn)行引用。如萬(wàn)用指針變量void *kk。

（8）不能建立引用的數(shù)組。int a[10]； int &ra;[10] = a或a[10]；都是非法的。

（9）引用不能用類型來(lái)初始化。如：int&h;=int；

（10）沒(méi)有空引用。如： int &rn;=NULL；錯(cuò)誤。

2 用返回引用或指針的函數(shù)實(shí)現(xiàn)左值

函數(shù)返回值分為：值，引用，指針三種。c沒(méi)有引用類型。返回引用做左值可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)賦值運(yùn)算。

例題2：對(duì)于基本類型用返回引用的函數(shù)實(shí)現(xiàn)連續(xù)賦值

#include

using namespace std；

int& test（）

{

int *b = new int（）；

*b = 2；

return *b；

delete b；//此語(yǔ)句沒(méi)有被執(zhí)行，不能清理int *b = new int（）；產(chǎn)生的垃圾。

}

int main（int argc， char *argv[]）

{

int a；

a = test（） += test（） += 1；

cout <<"a="<< a << endl；

system（"pause"）；

}

運(yùn)行結(jié)果：

a=5

本例做適當(dāng)修改后，可以驗(yàn)證返回指針也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)賦值。

例題2用基本類型返回引用會(huì)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，那就是語(yǔ)句return *b之后，無(wú)法實(shí)現(xiàn)清理退出被調(diào)函數(shù)int& test（）之后，語(yǔ)句int *b = new int（）；產(chǎn)生的垃圾。

用返回基本類型引用的函數(shù)實(shí)現(xiàn)左值，在主調(diào)函數(shù)中一般要定義一個(gè)同類型的變量保存結(jié)果。a = test（） += test（） += 1；雖然實(shí)現(xiàn)了連續(xù)賦值，但不符合賦值習(xí)慣。

變量的引用是C++中新添加的概念。在C++中返回引用的函數(shù)、返回的是左值即主動(dòng)對(duì)象本身，可以進(jìn)行連續(xù)賦值。

例題3：用類返回引用的成員函數(shù)實(shí)現(xiàn)賦值運(yùn)算。

#include

#include

using namespace std；

class String

{

protected：

int Length； // 字符串的長(zhǎng)度

char *Strp； // 指向字符串的指針

public：

String（）{ Strp =NULL； Length=0； }

String（const char *s）；

String（const String &）；

～String（）

{

if （Strp） delete[] Strp；

}

void Show（）

{

if （Strp） cout << Strp << '＼n'；

}

int GetLen（） { return Length； }

String &operator;=（String &）；

}；

String：：String（const char *s）

{

if （s）

{

Length = strlen（s）；

Strp = new char[Length+1]；

strcpy_s（Strp，strlen（s）+1， s）；

//要注意字符串s不可太長(zhǎng)。

}

else

{

Strp=NULL； Length=0；

}

}

String：：String（const String &s;）

{

Length=s.Length；

if （s.Strp）

{

Strp = new char[Length+1]；

strcpy_s（Strp， strlen（s.Strp） + 1， s.Strp）；

}

else Strp=NULL；

}

String & String：：operator = （String &s;）

{

if （this == &s;） return *this；

if （Strp） delete[] Strp；

Length = s.Length；

if （s.Strp）

{

Strp = new char[Length + 1]；

strcpy_s（Strp， s.Length+1，s.Strp）；

}

else Strp=NULL；

return *this；

}

int main（void）

{

String s1（"C++程序設(shè)計(jì) "）， s2；

String s3（"學(xué)生學(xué)習(xí)."）；

s1.Show（）；

s2.Show（）；

s3.Show（）；

s2 = s1；// 測(cè)試運(yùn)算符"="

s1.Show（）；

s2.Show（）；

s3.Show（）；

String s6="C++ programming！ "；

s1 = s2 = s6；

s1.Show（）；

s2.Show（）；

s3.Show（）；

system（"pause"）；

return 0；

}

程序運(yùn)行結(jié)果：

C++程序設(shè)計(jì)

學(xué)生學(xué)習(xí).

C++程序設(shè)計(jì)

C++程序設(shè)計(jì)

學(xué)生學(xué)習(xí).

C++ programming！

C++ programming！

學(xué)生學(xué)習(xí).

例題3中，返回引用的作左值使用，返回語(yǔ)句一定是：return *this；實(shí)際上返回的是主動(dòng)對(duì)象本身。賦值號(hào)重載，實(shí)現(xiàn)了符合基本類型傳統(tǒng)的連續(xù)完美賦值運(yùn)算s1 = s2 = s6。

3 引用運(yùn)算符&與取地址運(yùn)算符&、指針運(yùn)算符*的關(guān)系

在定義引用的語(yǔ)句中&是引用聲明符號(hào)。使用變量時(shí)&出現(xiàn)在變量左側(cè)是取地址運(yùn)算符、使指針升一級(jí)。&的另一個(gè)含義是按位與運(yùn)算。在指針變量的定義中*號(hào)是類型的一部分，即表明定義的是指針變量。使用指針變量時(shí)在指針變量左側(cè)的*號(hào)把指針降一級(jí)、表示指針變量所指的變量、這叫間接訪問(wèn)變量。*號(hào)的另一個(gè)用法是乘法。取地址運(yùn)算符&和間接訪問(wèn)運(yùn)算符*是互逆的運(yùn)算。

4 結(jié)束語(yǔ)

有關(guān)引用當(dāng)然還有好多問(wèn)題需要討論，指針運(yùn)算更是用法繁多，限于篇幅，不再展開(kāi)討論。

參考文獻(xiàn)：

[1] https：//blog.csdn.net/cnsword/article/details/7256821.

[2] 王玉山.一個(gè)難于理解的C++函數(shù)指針問(wèn)題[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（20）.

[3]http：//www.360doc.com/content/15/1025/10/26795867_508195623.shtml.

[4] 王玉山.C++程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的實(shí)踐教學(xué)建設(shè)[J].中小企業(yè)管理與科技，2017（1）.

[5] 王珊珊，臧冽，張志航.C++程序設(shè)計(jì)教程（第3版）[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2016.

【通聯(lián)編輯：光文玲】