有了變量名，為什么還需要一個別名呢？C++之所以增加引用類型， 主要是把它作為函數參數，以擴充函數傳遞數據的功能。
到目前為止我們介紹過函數參數傳遞的兩種情況。
1) 將變量名作為實參和形參
這時傳給形參的是變量的值，傳遞是單向的。如果在執行函數期間形參的值發生變化，并不傳回給實參。因為在調用函數時，形參和實參不是同一個存儲單元。
【例】要求將變量i和j的值互換。下面的程序無法實現此要求。
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#include <iostream>using namespace std;int main( ){ void swap(int,int); //函數聲明 int i=3,j=5; swap(i,j); //調用函數swap cout<<i<<" "<<j<<endl; //i和j的值未互換 return 0;}void swap(int a,int b) //企圖通過形參a和b的值互換,實現實參i和j的值互換{ int temp; temp=a; //以下3行用來實現a和b的值互換 a=b; b=temp;} |
運行時輸出3 5i和j的值并未互換。
為了解決這個問題，采用傳遞變量地址的方法。
2) 傳遞變量的指針
形參是指針變量，實參是一個變量的地址，調用函數時，形參(指針變量)指向實參變量單元。程序見例6.19。
【例】使用指針變量作形參，實現兩個變量的值互換。
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#include <iostream>using namespace std;int main( ){ void swap(int *,int *); int i=3,j=5; swap(&i,&j); //實參是變量的地址 cout<<i<<" "<<j<<endl; //i和j的值已互換 return 0;}void swap(int *p1,int *p2) //形參是指針變量{ int temp; temp=*p1; //以下3行用來實現i和j的值互換 *p1=*p2; *p2=temp;} |
形參與實參的結合見圖示意。
這種虛實結合的方法仍然是“值傳遞”方式，只是實參的值是變量的地址而已。通過形參指針變量訪問主函數中的變量(i和j)，并改變它們的值。這樣就能得到正確結果，但是在概念上卻是兜了一個圈子，不那么直截了當。
在Pascal語言中有“值形參”和“變量形參”(即var形參)，對應兩種不同的傳遞方式，前者采用值傳遞方式，后者采用地址傳遞方式。在C語言中，只有“值形參”而無“變量形參”，全部采用值傳遞方式。C++把引用型變量作為函數形參，就彌補了這個不足。
C++提供了向函數傳遞數據的第(3)種方法，即傳送變量的別名。
【例】利用“引用形參”實現兩個變量的值互換。
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#include <iostream>using namespace std;int main( ){ void swap(int &,int &); int i=3,j=5; swap(i,j); cout<<"i="<<i<<" "<<"j="<<j<<endl; return 0;}void swap(int &a,int &b) //形參是引用類型{ int temp; temp=a; a=b; b=temp;} |
輸出結果為：
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i=5 j=3 |
在swap函數的形參表列中聲明a和b 是整型變量的引用。
實際上，在虛實結合時是把實參i的地址傳到形參a，使形參a的地址取實參i的地址，從而使a和i共享同一單元。同樣，將實參j的地址傳到形參b，使形參b的地址取實參j的地址，從而使b和j共享同一單元。這就是地址傳遞方式。為便于理解，可以通俗地說：把變量i的名字傳給引用變量a，使a成為i的別名。
請思考：這種傳遞方式和使用指針變量作形參時有何不同？可以發現：使用引用類型就不必在swap函數中聲明形參是指針變量。指針變量要另外開辟內存單元，其內容是地址。而引用變量不是一個獨立的變量，不單獨占內存單元，在例中引用變量a和b的值的數據類型與實參相同，都是整型。
在main函數中調用swap函數時，實參不必用變量的地址(在變量名的前面加&)，而直接用變量名。系統向形參傳送的是實參的地址而不是實參的值。
這種傳遞方式相當于Pascal語言中的“變量形參”，顯然，這種用法比使用指針變量簡單?直觀?方便。使用變量的引用，可以部分代替指針的操作。有些過去只能用指針來處理的問題，現在可以用引用來代替，從而降低了程序設計的難度。
【例】對3個變量按由小到大的順序排序。
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#include <iostream>using namespace std;int main( ){ void sort(int &,int &,int &); //函數聲明,形參是引用類型 int a,b,c; //a,b,c是需排序的變量 int a1,b1,c1; //a1,b1,c1最終的值是已排好序的數列 cout<<"Please enter 3 integers:"; cin>>a>>b>>c; //輸入a,b,c a1=a;b1=b;c1=c; sort(a1,b1,c1); //調用sort函數,以a1,b1,c1為實參 cout<<"sorted order is "<<a1<<" "<<b1<<" "<<c1<<endl; //此時a1,b1,c1已排好序 return 0;}void sort(int &i,int &j,int &k) //對i,j,k 3個數排序{ void change(int &,int &); //函數聲明,形參是引用類型 if (i>j) change (i,j); //使i<=j if (i>k) change (i,k); //使i<=k if (j>k) change (j,k); //使j<=k}void change (int &x,int &y) //使x和y互換{ int temp; temp=x; x=y; y=temp;} |
運行情況如下：
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Please enter 3 integers：23 12 -345↙sorted order is -345 12 23 |
可以看到：這個程序很容易理解，不易出錯。由于在調用sort函數時虛實結合使形參i，j，k成為實參a1，b1，c1的引用，因此通過調用函數sort(a1, b1, c1)既實現了對i，j，k排序，也就同時實現了對a1，b1，c1排序。同樣，執行change (i, j)函數，可以實現對實參i和j的互換。
引用不僅可以用于變量，也可以用于對象。例如實參可以是一個對象名，在虛實結合時傳遞對象的起始地址。這會在以后介紹。
當看到&a這樣的形式時，怎樣區別是聲明引用變量還是取地址的操作呢？當&a的前面有類型符時(如int &a)，它必然是對引用的聲明;如果前面無類型符(如cout<<&a)，則是取變量的地址。
