在 C++ 中，函数参数传递主要有三种方式：
- 值传递： 将实参的值拷贝一份给形参。函数内部对形参的修改不会影响实参。
- 指针传递： 将实参的地址（指针）拷贝给形参。函数内部可以通过该地址间接访问和修改实参指向的值。
- 引用传递： 将实参的别名（引用）绑定给形参。形参和实参指向内存中的同一个位置。函数内部对形参的修改直接作用于实参本身。
引用传递的核心概念：
- 别名： 引用本质上是为一个已存在的变量（对象）创建的一个别名。它不是一个新的对象，而是已有对象的另一个名字。
- 绑定： 引用在定义时必须初始化，并且一旦绑定到一个变量上，就不能再绑定到其他变量（不能改变引用的指向）。
- 语法： 在函数参数列表中，在类型后面加上
&符号来声明一个引用参数。 - 直接操作： 在函数内部使用引用形参时，就像直接使用原始变量一样。对它的任何操作（读取、赋值）都是直接作用于它所绑定的那个原始实参变量。
引用传递的关键特点：
- 避免拷贝开销： 当传递大型结构体或类对象时，值传递需要复制整个对象，开销很大。引用传递只传递一个别名（通常实现为一个指针），避免了复制数据的开销，效率更高。
- 允许修改实参： 函数内部通过引用形参可以直接修改调用者传递进来的实参的值。这是引用传递最重要的用途之一（输出参数或输入输出参数）。
- 语法简洁： 在函数内部使用引用形参时，不需要像指针那样使用解引用操作符
*，代码更简洁易读。 - 不能为空： 引用必须在定义时初始化，并且必须绑定到一个有效的对象上。不存在“空引用”（不像指针可以有
nullptr）。这在一定程度上增加了安全性（但也要注意不要返回局部变量的引用）。 - 不能重新绑定： 引用一旦绑定到一个变量，在其生命周期内就不能再绑定到其他变量。
引用传递 vs 指针传递：
| 特性 | 引用传递 | 指针传递 |
|---|---|---|
| 语法 | void func(int &x) | void func(int *x) |
| 访问方式 | x = 10;(直接使用) | *x = 10;(需要解引用) |
| 空值 | 不允许 (必须绑定有效对象) | 允许 (nullptr) |
| 重新绑定 | 不允许 (一旦绑定不能改变) | 允许 (可以指向不同地址) |
| 安全性 | 相对安全 (不能为空) | 需要检查空指针 |
| 直观性 | 更直观 (操作像操作原变量) | 稍显复杂 (需要处理指针和解引用) |
示例代码：
#include
// 值传递 (无法修改实参)
void swap_by_value(int a, int b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
std::cout << "Inside swap_by_value: a = " << a << ", b = " << b << std::endl;
}
// 指针传递 (可以修改实参)
void swap_by_pointer(int *a, int *b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
std::cout << "Inside swap_by_pointer: *a = " << *a << ", *b = " << *b << std::endl;
}
// 引用传递 (可以修改实参，语法更简洁)
void swap_by_reference(int &a, int &b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
std::cout << "Inside swap_by_reference: a = " << a << ", b = " << b << std::endl;
}
int main() {
int x = 5, y = 10;
std::cout << "Before swap_by_value: x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
swap_by_value(x, y);
std::cout << "After swap_by_value: x = " << x << ", y = " << y << std::endl << std::endl; // x, y 未变
std::cout << "Before swap_by_pointer: x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
swap_by_pointer(&x, &y); // 需要传递地址
std::cout << "After swap_by_pointer: x = " << x << ", y = " << y << std::endl << std::endl; // x, y 已交换
// 重置值
x = 5;
y = 10;
std::cout << "Before swap_by_reference: x = " << x << ", y = " << y << std::endl;
swap_by_reference(x, y); // 直接传递变量本身
std::cout << "After swap_by_reference: x = " << x << ", y = " << y << std::endl; // x, y 已交换
return 0;
}输出：
Before swap_by_value: x = 5, y = 10
Inside swap_by_value: a = 10, b = 5
After swap_by_value: x = 5, y = 10
Before swap_by_pointer: x = 5, y = 10
Inside swap_by_pointer: *a = 10, *b = 5
After swap_by_pointer: x = 10, y = 5
Before swap_by_reference: x = 5, y = 10
Inside swap_by_reference: a = 10, b = 5
After swap_by_reference: x = 10, y = 5何时使用引用传递？
- 需要修改实参的值时： 这是最常见的原因（如
swap函数）。 - 传递大型对象避免拷贝开销时： 对于结构体、类对象或容器（如
std::vector,std::string），使用引用（通常是const引用）可以显著提高效率。 - 实现函数链式调用时： 成员函数返回对象自身的引用（
return *this;）可以支持obj.setX(1).setY(2);这样的写法。
const引用：
- 当你不需要修改实参，但想避免拷贝开销时，使用
const引用是最佳实践。 - 语法：
void print(const std::string &str) - 它告诉编译器和你自己，这个函数不会修改传入的对象，同时享受引用传递的效率优势。
- 它可以接受常量对象作为实参（非
const引用不能绑定到常量对象）。
为什么要用引用传递？
主要有两个大好处：
- 允许函数修改外部变量：
就像上面的例子，你确实需要函数内部能改变外部变量的值。比如，一个交换两个变量值的函数swap(a, b)，就必须用引用传递。 - 避免复制，提升效率（尤其重要！）：
想象一下，如果你要传递一个包含10000本书信息的“图书馆”结构体给函数。如果用值传递，计算机会先完整地复制这10000本书的信息，再把副本交给函数，这非常耗时耗力。
而如果用引用传递，就相当于只是告诉函数这个“图书馆”的外号是什么，函数直接通过外号去操作原来的那个图书馆，省去了巨大的复制开销。这种情况下，如果不想函数修改原数据，可以加上const关键字，写成const Library &lib，表示“我给你起个外号，但只准你看，不准你改”。
总结：C++ 中的引用传递是一种强大且常用的机制。它通过为实参创建别名，允许函数直接操作调用者的变量，避免了值传递的拷贝开销，同时提供了比指针传递更简洁安全的语法。理解引用传递对于编写高效、可读性强的 C++ 代码至关重要，尤其是在处理大型对象或需要修改实参的场景中。记住优先使用 const引用来传递不需要修改的大型对象。