C++函數返回可以被賦值的左值與&和*運算辨析

摘要： C++語言中的引用概念與&和*運算是幾個相關的概念。如何用簡明、準確的語言講解引用概念和相關的運算，讓學習者容易理解記憶，我們一直在探討。本文用例題和實驗來驗證有關概念，講清楚這些概念的關系。

關鍵詞：引用；指針；&運算；*運算

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）28-0277-02

本文通過返回可以被賦值的左值（變量或對象）等幾個例子，對引用概念進行辨析。講清楚變量的引用、返回引用的函數，&運算，*運算等。希望對于學習C++的人有所幫助。

1 變量的引用

引用是給已經存在的變量指定一個別名，相當于給一個人起外綽號。是一種使用已經定義了的變量的方法。引用不分配新的存儲空間、不產生新變量。別名也是該變量空間的名字。并且這個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> = <被引用的已經存在的變量名>；

其中<類型名> 要與 <被引用的已經存在的變量名>的類型保持一致。&在此是起標識作用。聲明引用時必須同時對其進行初始化，即上面的格式中不能少項。

例題1（本文所有例題都在VC++2017下實驗驗證）

#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；//同一個變量，起2個別名。

//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"）；

}

運行結果：

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，說明引用沒有分配新的存儲空間。

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：說明同一個變量可以有多個別名。

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

答：說明可以給變量p的別名bp再指定別名bp2。

函數的引用參數就是變量的引用。如： void swap（int &a;，int &b;）{…}；int main（ ）{int x=1，y=2； swap（x， y）； …}語句swap（x， y）；可以看成swap（int &a;=x， int &b;=y）；在swap開辟的新工作區中把a和b分別作為主函數中變量x和變量y的別名。對象也可以作為函數的引用參數。

關于引用的說明：

（1）變量的引用名不能再做其他變量的引用名。

（2）引用只是說明，沒有定義新變量。

（3）引用僅在說明時帶有&，使用引用名不能再帶&。

（4）函數參數的引用名，可以返回多個值。

（5）被引用的必須是左值。即可以被賦值的變量或對象。

（6）引用與被引用變量類型必須相同。

（7）不允許對void類型進行引用。如萬用指針變量void *kk。

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

（9）引用不能用類型來初始化。如：int&h;=int；

（10）沒有空引用。如： int &rn;=NULL；錯誤。

2 用返回引用或指針的函數實現左值

函數返回值分為：值，引用，指針三種。c沒有引用類型。返回引用做左值可以實現連續賦值運算。

例題2：對于基本類型用返回引用的函數實現連續賦值

#include

using namespace std；

int& test（）

{

int *b = new int（）；

*b = 2；

return *b；

delete b；//此語句沒有被執行，不能清理int *b = new int（）；產生的垃圾。

}

int main（int argc， char *argv[]）

{

int a；

a = test（） += test（） += 1；

cout <<"a="<< a << endl；

system（"pause"）；

}

運行結果：

a=5

本例做適當修改后，可以驗證返回指針也可以實現連續賦值。

例題2用基本類型返回引用會帶來一個問題，那就是語句return *b之后，無法實現清理退出被調函數int& test（）之后，語句int *b = new int（）；產生的垃圾。

用返回基本類型引用的函數實現左值，在主調函數中一般要定義一個同類型的變量保存結果。a = test（） += test（） += 1；雖然實現了連續賦值，但不符合賦值習慣。

變量的引用是C++中新添加的概念。在C++中返回引用的函數、返回的是左值即主動對象本身，可以進行連續賦值。

例題3：用類返回引用的成員函數實現賦值運算。

#include

#include

using namespace std；

class String

{

protected：

int Length； // 字符串的長度

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。

}

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++程序設計 "）， s2；

String s3（"學生學習."）；

s1.Show（）；

s2.Show（）；

s3.Show（）；

s2 = s1；// 測試運算符"="

s1.Show（）；

s2.Show（）；

s3.Show（）；

String s6="C++ programming！ "；

s1 = s2 = s6；

s1.Show（）；

s2.Show（）；

s3.Show（）；

system（"pause"）；

return 0；

}

程序運行結果：

C++程序設計

學生學習.

C++程序設計

C++程序設計

學生學習.

C++ programming！

C++ programming！

學生學習.

例題3中，返回引用的作左值使用，返回語句一定是：return *this；實際上返回的是主動對象本身。賦值號重載，實現了符合基本類型傳統的連續完美賦值運算s1 = s2 = s6。

3 引用運算符&與取地址運算符&、指針運算符*的關系

在定義引用的語句中&是引用聲明符號。使用變量時&出現在變量左側是取地址運算符、使指針升一級。&的另一個含義是按位與運算。在指針變量的定義中*號是類型的一部分，即表明定義的是指針變量。使用指針變量時在指針變量左側的*號把指針降一級、表示指針變量所指的變量、這叫間接訪問變量。*號的另一個用法是乘法。取地址運算符&和間接訪問運算符*是互逆的運算。

4 結束語

有關引用當然還有好多問題需要討論，指針運算更是用法繁多，限于篇幅，不再展開討論。

參考文獻：

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

[2] 王玉山.一個難于理解的C++函數指針問題[J].山東工業技術，2014（20）.

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

[4] 王玉山.C++程序設計語言的實踐教學建設[J].中小企業管理與科技，2017（1）.

[5] 王珊珊，臧冽，張志航.C++程序設計教程（第3版）[M].機械工業出版社，2016.

【通聯編輯：光文玲】