引用初始化
来自cppreference.com
绑定引用到对象
语法
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T T T T |
(1) | ||||||||
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T T T T |
(2) | (C++11 起) | |||||||
给定 R fn ( T & arg ); 或 R fn ( T && arg );
fn fn |
(3) | ||||||||
T & fn () 或 T && fn () 内
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(4) | ||||||||
给定 Class 内的 T & ref ; 或 T && ref ;
Class |
(5) | ||||||||
解释
能以 T 类型的对象、T 类型的函数或可隐式转换到 T 的对象，初始化 T 的引用。一旦初始化，则不能更改引用使之引用另一对象。
在下列情形初始化引用：
1) 以初始化器声明具名左值引用变量时
2) 以初始化器声明具名右值引用变量时
3) 当函数形参拥有引用类型时，在函数调用表达式中
4) 当函数返回引用类型时，在 return 语句中
引用初始化的效果是：
- 若初始化器是花括号初始化器列表
{arg1, arg2, ...}，则遵循列表初始化。
- 否则，若引用是左值引用：
- 若 object 是左值表达式，且其类型为
T或派生于T，而且有相等或更少的 cv 限定，则引用被绑定到左值表达式所标识的对象或其基类子对象。
- 若 object 是左值表达式，且其类型为
double d = 2.0; double& rd = d; // rd 引用 d const double& rcd = d; // rcd 引用 d struct A {}; struct B : A {} b; A& ra = b; // ra 引用 b 中的 A 子对象 const A& rca = b; // rca 引用 b 中的 A 子对象
- 否则，若 object 的类型与
T不相同且不从它派生，而 object 拥有到左值的转换函数，其类型为T或派生于T并有相等或更少的 cv 限定，则绑定引用到转换函数所返回的左值所标识的对象（或到其基类子对象）。
- 否则，若 object 的类型与
struct A {}; struct B : A { operator int&(); }; int& ir = B(); // ir 指代 B::operator int& 的结果
- 否则，若引用是 const 的左值引用或右值引用 (C++11 起)：
- 若 object 是非位域右值或函数左值，且其类型是
T或派生于T，拥有相等或更少 cv 限定，则绑定引用到初始化器表达式的值或其基类子对象（经实质化临时量之后，若需要） (C++17 起)。
- 若 object 是非位域右值或函数左值，且其类型是
struct A {}; struct B : A {}; extern B f(); const A& rca2 = f(); // 到 B 右值的 A 子对象。 A&& rra = f(); // 同上 int i2 = 42; int&& rri = static_cast<int&&>(i2); // 直接绑定到 i2
- 否则，若 object 的类型不同于
T且不从它派生，而 object 拥有到右值或函数左值的转换函数，其类型为T或从T派生，且拥有有相等或更少的 cv 限定，则绑定引用到转换函数的结果或到其基类子对象（在实质化临时量后，若需要） (C++17 起)。
- 否则，若 object 的类型不同于
struct A {}; struct B : A {}; struct X { operator B(); } x; const A& r = x; // 绑定到转换结果的 A 子对象 B&& rrb = x; // 直接绑定到转换的结果
- 否则，将 object 隐式转换为
T。绑定引用到转换（在实质化临时量后） (C++17 起)的结果。若 object（或若由用户定义转换函数进行转换，则为转换函数的结果）类型为T或派生于T，则它必须拥有等于或少于T的 cv 限定，而若引用为右值引用，则它必须不是左值 (C++11 起)。
- 否则，将 object 隐式转换为
struct A { operator volatile int&(); } a; struct B { operator int&(); } b; const int& r = a; // 错误：不能从转换结果直接初始化 r ， // 因为转换结果拥有类型 "volatile int&" int&& r2 = b; // 错误：转换结果拥有类型 "int&" const std::string& rs = "abc"; // rs 指代从字符数组复制初始化的临时量 const double& rcd2 = 2; // rcd2 指代值为 2.0 的临时量 int i3 = 2; double&& rrd3 = i3; // rrd3 指代值为 2.0 的临时量
临时量生存期
一旦引用被绑定到临时量或其子对象，临时量的生存期就被延续以匹配引用的生存期，但有下列例外：
- return 语句中绑定到函数返回值的临时量不被延续：它立即于返回表达式的末尾销毁。这种函数始终返回悬垂引用。
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(C++14 前) |
- 在函数调用中绑定到函数形参的临时量，存在到含这次函数调用的全表达式结尾为止：若函数返回一个引用，而其生命长于全表达式，则它将成为悬垂引用。
- 绑定到 new 表达式中所用的初始化器中的引用的临时量，存在到含该 new 表达式的全表达式结尾为止，而非被初始化对象的存在期间。若被初始化对象的声明长于全表达式，则其引用成员将成为悬垂引用。
struct A { int&& r; }; A a1{7}; // OK：延续生存期 A a2(7); // 良构，但有悬垂引用 |
(C++20 起) |
总而言之，临时量的生存期不能以进一步“传递”来延续：从绑定了该临时量的引用初始化的第二引用不影响临时量的生存期。
注解
仅在函数形参声明，函数返回类型声明，类成员声明，以及带 extern 说明符时，引用可以不与初始化器一同出现。
示例
运行此代码
#include <utility> #include <sstream> struct S { int mi; const std::pair<int,int>& mp; // 引用成员 }; void foo(int) {} struct A {}; struct B : A { int n; operator int&() { return n; }; }; B bar() {return B(); } //int& bad_r; // 错误：无初始化器 extern int& ext_r; // OK int main(){ // 左值 int n = 1; int& r1 = n; // 到对象 n 的左值引用 const int& cr(n); // 引用可以有更多 cv 限定 volatile int& cv{n}; // 可使用任何初始化器语法 int& r2 = r1; // 另一到对象 n 的左值引用 // int& bad = cr; // 错误：更少 cv 限定 int& r3 = const_cast<int&>(cr); // 需要 const_cast void (&rf)(int) = foo; // 到函数的左值引用 int ar[3]; int (&ra)[3] = ar; // 到数组的左值引用 B b; A& base_ref = b; // 到基类子对象的左值引用 int& converted_ref = b; // 到转换结果的左值引用 // 右值 // int& bad = 1; // 错误：不能绑定左值引用到右值 const int& cref = 1; // 绑定到右值 int&& rref = 1; // 绑定到右值 const A& cref2 = bar(); // 到 B 临时量的 A 子对象的引用 A&& rref2 = bar(); // 相同 int&& xref = static_cast<int&&>(n); // 直接绑定到 n // int&& copy_ref = n; // 错误：不能绑定到左值 double&& copy_ref = n; // 绑定到值为 1.0 的右值临时量 // 临时量生存期上的限制 std::ostream& buf_ref = std::ostringstream() << 'a'; // ostringstream 临时量 // 被绑定到 operator<< 的左运算数，但其生存期在分号结束， // 故 buf_ref 为悬垂引用。 S a { 1, {2, 3} }; // 绑定临时量 pair {2,3} 到引用成员 a.mp 并延长其生存期以匹配 a S* p = new S{ 1, {2, 3} }; // 绑定临时量 pair {2,3} 到引用成员 p->mp ， // 但其生存期在分号结束 // p->mp 是悬垂引用 delete p; }