C++——布尔数据类型（bool）及引用

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gaosmile 发布时间：2020-6-22 20:50

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一、布尔数据类型：

在c语言里面我们知道是没有布尔数据类型的，而在C++中添加了布尔数据类型（bool）,它的取值是:true或者false(也就是1或者0)，在内存大小上它占用一个字节大小：

1、bool类型只有true(非0)和false(0)两个值。

2、C++编译器会将非0值转换为true，0值转换为false。

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
bool b = false;
int a = b;

printf("sizeof(b) = %d\n", sizeof(b));
printf("b = %d, a = %d\n", b, a);

b = 3;
a = b;

printf("b = %d, a = %d\n", b, a);

b = -5;
a = b;

printf("b = %d, a = %d\n", b, a);

a = 10;
b = a;

printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

a = 0;
b = a;

printf("a = %d, b = %d\n", a, b);

return 0;
}

演示结果：

root@txp:/home/txp# ./a.out
sizeof(b) = 1
b = 0, a = 0
b = 1, a = 1
b = 1, a = 1
a = 10, b = 1
a = 0, b = 0

2、C++中的三目运算符：

对三目运算符，想必大家都再熟悉不过了，不过在c++中的三目运算符的用法就比c语言更加高级了，来先看一个示例：

int a = 1;
int b = 2;

( a < b) ? a : b = 3;

printf("a=%d,b=%d\n",a,b);

上面的三目运算符语句看起来怎么有点奇怪，它作为左值了，一般在c语言里面它应该是作为右值赋值给一个变量的，那这样写在c++中有没有错误，答案肯定是没有错的，我们还是来看一下这种写法在c语言中报了啥错误：

root@txp:/home/txp# gcc test.c
test.c: In function ‘main’:
test.c:7:21: error: lvalue required as left operand of assignment
( a < b) ? a : b = 3;

这里我们可以发现它不能做为左值来对它进行赋值，而我们在c++编译器里面来编译，很明显它是没有错误的，行的通，那我们再来修改一下：

#include <stdio.h>
int main(void)
{

int a = 1;
int b = 2;
( a < b) ? a : 4 = 3;

printf("a=%d,b=%d\n",a,b);

}

编译结果（这个错误和在c语言里面一样，注意这里我是在C++编译器里面编译，只是把三目运算符里面修改了一下。）：

root@txp:/home/txp# g++ test1.cpp
test1.cpp: In function ‘int main()’:
test1.cpp:7:23: error: lvalue required as left operand of assignment
( a < b) ? a : 4 = 3;
^

小结：

1、c语言里面的三目运算符返回的是变量值，它不能作为左值来使用。

2、c++中的三目运算符可以直接返回变量本身，既可以作为右值使用，也可以作为左值来使用。

3、c++中的三目运算符可能返回的值中如果有一个是常量值，则不能作为左值进行使用，这点要切记和理解。

二、C++中的引用：

1、引用的概念：

--引用可以看作一个已定义变量的别名

--引用的语法：Type &name = var；这里举个简单的示例：

int a =4;
int& b =a; //b为a的别名
b = 5;//操作b就是操作a

--注意普通引用在定义时必须用同类型的变量进行初始化。

下面是demo演示：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
int a = 4;
int& b = a;

b = 5;

printf("a = %d\n", a);
printf("b = %d\n", b);
printf("&a = %p\n", &a);
printf("&b = %p\n", &b);

return 0;
}

演示结果：

root@txp:/home/txp# ./a.out
a = 5
b = 5
&a = 0x7fff408ffdec
&b = 0x7fff408ffdec

2、引用的意义：

--引用作为变量名而存在，因此在一些场合可以代替指针。

--引用相对于指针来说具有更好的可读性和实用性。

下面举个经典的例子来对比一下：

(1)引用方式：

#include <stdio.h>

void swap(int& a,int& b)
{
int t = a;
a=b;
b=t;
}
int main(void)
{
int a =5;
int b =6;
printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
swap(a,b);

printf("a=%d,b=%d\n",a,b);

return 0;

}

演示结果：

root@txp:/home/txp# ./a.out
a=5,b=6
a=6,b=5

(2)指针方式：

#include <stdio.h>

void swap(int *a,int *b)
{
int t =*a;
*a=*b;
*b=t;
}
int main(void)
{
int a =5;
int b =6;
printf("a=%d,b=%d\n",a,b);
swap(&a,&b);

printf("a=%d,b=%d\n",a,b);

return 0;

}

演示结果：

root@txp:/home/txp# ./a.out
a=5,b=6
a=6,b=5

3、特殊的引用：

--在c++中可以声明const引用。

--const Type& name =var;

--const 引用让变量拥有只读属性。

--当使用常量对const引用进行初始化时，C++编译器会为常量分配空间，并将引用名作为这段空间的别名：

int a = 4;
const int& b =a;
int *p=(int *)&b;
b=5;//错误，只读变量
*p=5;//修改a的值

下面来看一个示例：

#include <stdio.h>

void Example()
{
printf("Example:\n");

int a = 4;
const int& b = a;
int* p = (int*)&b;

//b = 5;

*p = 5;

printf("a = %d\n", a);
printf("b = %d\n", b);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
Example();

printf("\n");

return 0;
}

演示结果：

root@txp:/home/txp# ./a.out
Example:
a = 5
b = 5

4、引用有自己的存储空间吗？

话不多说，看试验就知晓：

#include <stdio.h>

struct TRef
{
char& r;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
char c = 'c';
char& rc = c;
TRef ref = { c };

printf("sizeof(char&) = %d\n", sizeof(char&));
printf("sizeof(rc) = %d\n", sizeof(rc));

printf("sizeof(TRef) = %d\n", sizeof(TRef));
printf("sizeof(ref.r) = %d\n", sizeof(ref.r));

return 0;
}

演示结果：

root@txp:/home/txp# ./a.out
sizeof(char&) = 1
sizeof(rc) = 1
sizeof(TRef) = 8
sizeof(ref.r) = 1

很明显有它的内存大小，下面就来看一下引用的本质。

5、引用的本质：

(1)引用在c++中的内部实现是一个指针常量，比如说说：

Type& name;

void fun(int& a)
{
a=8;
}

等价于：

Type* const name

void fun(int* const a)
{
*a=8;
}

(2)C++编译器在编译过程中用指针变量作为引用的内部实现，因此引用所占用的空间大小与指针相同（可以结合上面的那个例子仔细回忆和理解一下）。

(3)从使用的角度，引用只是一个别名，c++为了实用性而隐藏了引用的存储空间这一细节。

(4)c++中的引用大多数的情况下代替指针：

--功能性：可以满足多数需要使用指针的场合。

--安全性：可以避免由于指针操作不当而带来的内存错误。

--操作性：简单易用，又不失功能强大。

#include <stdio.h>

struct TRef
{
char* before;
char& ref;
char* after;
};

int main(int argc, char* argv[])
{
char a = 'a';
char& b = a;
char c = 'c';

TRef r = {&a, b, &c};

printf("sizeof(r) = %d\n", sizeof(r));
printf("sizeof(r.before) = %d\n", sizeof(r.before));
printf("sizeof(r.after) = %d\n", sizeof(r.after));
printf("&r.before = %p\n", &r.before);
printf("&r.after = %p\n", &r.after);

return 0;
}

演示结果：

@txp:/home/txp# ./a.out
sizeof(r) = 24
sizeof(r.before) = 8
sizeof(r.after) = 8
&r.before = 0x7ffdeacc7a00
&r.after = 0x7ffdeacc7a10

再来看一个函数返回引用示例：

#include <stdio.h>

int& func()
{
static int s = 0;

printf("func: s = %d\n", s);

return s;
}

int main(int argc, char* argv[])
{

int& rs = func();

printf("\n");
printf("main: rs = %d\n", rs);
printf("\n");

rs = 11;

func();

printf("\n");

printf("main: rs = %d\n", rs);
printf("\n");

return 0;
}

演示结果：