C++ 左值引用与 const 关键字

• 2022 年 9 月 18 日
• 笔记
• C++, C++ 基础知识杂记

左值引用是已定义的变量的别名，其主要用途是用作函数的形参，通过将左值引用变量用作参数，函数将使用原始数据，而不是副本。引用变量必须在声明时同时初始化，可将 const 关键字用于左值引用，如下所示：

//声明并初始化常规左值引用变量
int x = 55;
int & rx = x;

//将const关键字用于左值引用变量，以下几种为等效表示
int x = 55;
const int & crx = x;
int const & crx = x;

在 Microsoft Visual Studio 中连续多个 const 会被编译器解释成一个，即 const const const const int & 与 const int & 等效，除此之外，const int const & 在 Microsoft Visual Studio 中也与 const int & 等效，而 int & const 在 QT 中将会报错，在 Microsoft Visual Studio 中与 int & 等效。

以上两种类型左值引用的特性如下（旧版 C++ 可能与下列特性不十分吻合，以 C++11 为准）：

• 类型为 int & 的引用 rx 只能作为已有变量的别名，不会生成临时变量，可修改所引用变量的值，可将 int 变量、int & 变量、int * 指针所指变量、int *const 所指变量在初始化时赋给 rx（接受可通过地址访问的非 const 变量），必须在声明时初始化，后续无法更换所引用的变量。变量初始化完成后，其表现与 int 类型一致。

• 类型为 const int & 的引用 crx 既可作为已有变量的别名，也可在合适的时候生成临时变量，成为该临时变量的别名，但不可修改所引用变量的值，可将 int 变量、const int 变量、int & 变量、const int & 变量、int * 指针所指变量、int *const 所指变量、const int * 指针所指变量、const int *const 所指变量、类型为 int 的非左值（比如字面常量 100、多项表达式 1+50*2）、类型不是 int 但可转换为 int 的变量或非左值（比如 short 变量、多项表达式 1.0+50.0*2.0、字面常量 100.0），也必须在声明时初始化，后续无法更换所引用的变量。变量初始化完成后，其表现与 const int 类型一致。

常规左值引用变量的初始化用法如下：

//初始化用法一：作为short变量别名
short x = 55;
short & rx = x;
cout << x;  //结果为55
cout << rx; //结果为55
cout << &x; //32位系统结果为0x0093F7BC
cout << &rx;//32位系统结果为0x0093F7BC
cout << sizeof(x); //结果为2
cout << sizeof(rx);//结果为2

//初始化用法二：作为short变量别名，多层引用
short x = 55;
short & rx = x;
short & rxx = rx;

//初始化用法三：作为short变量别名，指针表示法，指针为short*
short x = 55;
short * px = &x;
short & rx = *px;

//初始化用法四：作为short变量别名，指针表示法，指针为short *const
short x = 55;
short * const px = &x;
short & rx = *px;

被 const 关键字修饰的左值引用变量初始化用法如下：

//初始化用法一：作为short变量别名
short x = 55;
const short & rx = x;

//初始化用法二：作为const short变量别名
const short x = 55;
const short & rx = x;

//初始化用法三：作为short变量别名，多层引用
short x = 55;
short & rx = x;
const short & rxx = rx;

//初始化用法四：作为short变量别名，多层引用，第一层引用为const
short x = 55;
const short & rx = x;
const short & rxx = rx;

//初始化用法五：作为short变量别名，指针表示法，指针为short*
short x = 55;
short * px = &x;
const short & rx = *px;

//初始化用法六：作为short变量别名，指针表示法，指针为const short*
short x = 55;
const short * px = &x;
const short & rx = *px;

//初始化用法七：作为short变量别名，指针表示法，指针为short *const
short x = 55;
short *const px = &x;
const short & rx = *px;

//初始化用法八：作为short变量别名，指针表示法，指针为const short *const
short x = 55;
const short *const px = &x;
const short & rx = *px;

//初始化用法九：将创建临时变量，类型为int的非左值，字面常量
const int & rx = 100;

//初始化用法十：将创建临时变量，类型为int的非左值，多项表达式
const int & rx = 1+50*2;

//初始化用法十一：将创建临时变量，类型不是int但可转换为int的变量
short x = 55;
const int & rx = x;
cout << x;  //结果为55
cout << rx; //结果为55
cout << &x; //32位系统结果为0x006FFCF0
cout << &rx;//32位系统结果为0x006FFCD8
cout << sizeof(x); //结果为2
cout << sizeof(rx);//结果为4

//初始化用法十二：将创建临时变量，类型不是int但可转换为int的非左值，字面常量
const int & rx = 100.0;

//初始化用法十三：将创建临时变量，类型不是int但可转换为int的非左值，多项表达式
const int & rx = 1.0+50.0*2.0;

将初始化时 int & 与 const int & 可接受的形式列个表，如下：