引用的作用
作者: panic
2005年3月27日
众所周知，引用作为函数参数可以避免参数对象的额外拷贝，对于非内置类型，一般而言可以获得更高的效率，同时比指针更安全，语义也更清晰。但是除此之外引用有什么特别的作用呢？在同一个作用域的引用，就像这样：
void f()
{
int i = 0;
int &ri = i; //这里。
//...
}
事实上，在f的内部，需要操作i的地方，完全可以直接使用i，而不必要使用ri间接操作，使用i在语义上更明确。而混合使用i和ri反倒容易引起逻辑的混乱。
似乎这是一个鸡肋，但是其实不是。
这里引用乾坤一笑文章中的例子：
例一、用C宏，书写代码更简洁
这段代码写网络程序的朋友都很眼熟，是Net/3中mbuf的实现。
struct mbuf
{
struct m_hdr mhdr;
union {
struct
{
struct pkthdr MH_pkthdr; /* M_PKTHDR set */
union
{
struct m_ext MH_ext; /* M_EXT set */
char MH_databuf[MHLEN];
} MH_dat;
} MH;
char M_databuf[MLEN]; /* !M_PKTHER, !M_EXT*/
} M_dat;
};
上面的代码，假如我想访问最里层的MH_databuf，那么我必须写M_dat.MH.MH_dat.MH_databuf;
这是不是很长，很难写呀？这样的代码阅读起来也不明了。其实，对于MH_pkthdr、MH_ext、MH_databuf来说，虽然不是在一个结构层次上，但是如果我们站在mbuf之外来看，它们都是mbuf的属性，完全可以压扁到一个平面上去看。所以，源码中有这么一组宏：#define m_next m_hdr.mh_next
#define m_len m_hdr.mh_len
#define m_data m_hdr.mh_data
... ...
#define m_pkthdr M_dat.MH.MH_pkthdr
#define m_pktdat M_dat.MH.MH_dat.MH_databuf
... ...
这样写起代码来，是不是很精练呢！
这里用宏很巧妙的解决了访问深层数据的问题，但是宏的固有缺点也被引入了代码中，同时，如果其他地方无意中引用了这个宏定义的头文件，而且恰好使用了名为m_pktdat的数据成员，那这个宏带来的后果可就不是我们想要的了。
事实上用引用也可以达到类似的效果，不过必须是在使用的时候。由于引用不是标准C的组成部分，所以这只是一个C++技巧。
//假如代码是这样的：
mbuf m; //这里的mbuf就是前面的struct mbuf。
//如果要使用MH_ext成员，可以这样：
m_ext &MH_ext = m.M_dat.MH.MH_dat.MH_ext;
//然后你的代码中就可以直接使用MH_ext作为m.M_dat.MH.MH_dat.MH_ext的替代品了。
也许看起来不是很自然，不过这无疑是一种很直接的方法。你还可以通过一个const引用来在逻辑上避免无意的写操作。
实际的“面向对象”的C++代码中，不推荐直接数据成员的访问，取而代之的是使用Get()和Set()方法存取数据，有些人只使用Get，通过返回一个成员的引用来达到读写数据成员的双重目的，这时候，你可以在外部定义一个引用接受函数的返回，从而避免每次都要写(XXX.Get()).Get()这种拖沓的语句来访问一个深层的成员。
引用的另一个作用，就是“别名”。别名是引用的另一种翻译，很明确的表达了引用的另一个作用。仅仅是为了代码的可读性：
//下面的代码
int i = 0,j = 0;
//...
for( i = 0; i < 10; i++)
for( j = 0; j < 10; j++ )
a[i][j] = 0;
//你能明白这段代码的含义嘛？有点困难，i和j的含义是不明确的，无法一眼看透。
//假如改成这样：
const int width = 10;
const int height = 10;
//...
int i = 0,j = 0;
//...
int &line = i;
int &row = j;
for(line = 0;line < height;line++)
for(row = 0;row < width;row++)
a[line][row] = 0;
//是不是好了一点？
这并不是一个典型的例子，因为i和j的定义是任意的，某些情况你必须使用别人给定的名称很郁闷的变量，而他们又必须用来表达截然不同的含义，这时候一个引用往往可以让你清爽很多。
再看下面这个例子：
class CA
{
int m_i;
public:
int &i;
int const &c_i;
CA():i(m_i),c_i(m_i){};
};
这是一个简单的类，与所谓的“面向对象”的方法不同，这里使用引用实现内部数据的公用接口。这个手法用来对应 乾坤一笑 的另一段话：
这就是偶说的PME模型的问题了，delphi、java、c#之类的语言都提供一种叫做属性的语法，大概是这个样子的：
class A
{
property int x
{
get {return x;}
set {x = value;}
}
};
A a;这样, 就可以这么访问了 a.x = 8; int b = a.x;
这比用 a.setx(8); b=a.getx()；直观多了。
你可以用 CA a; a.i访问CA的私有数据成员，达到像属性方法那样的效果。但是这个方法在VC6下的表现却不尽如人意，因为它存储了一个指针用来取代语法上的引用，这导致类体积不必要的扩张，是我们所不希望看到的。也许在实现上确实存在难度，不过还是希望有更好的编译器能实现真正意义的引用接口。
这个例子其实是上面深层数据成员访问的一个引申。
引用，作为C++的一个特殊手法，也许还有很多不为人知的作用等待我们去发掘呢～
注：文中的代码并未经过严格测试，有兴趣的读者可以自己测试代码的有效性。
本文引用的 乾坤一笑 的内容均出自：
http://blog.vckbase.com/smileonce/archive/2005/03/27/4081.html
