1. 引用

引用（Reference） 是一个已存在变量的别名，它提供了一种更方便的方式来间接访问变量，语法为类型 &别名 = 变量名;:

int num = 10;
int& ref = num;    // ref 是变量 num 的别名

1.1 引用的注意事项

1. 引用必须在定义的时候初始化。

int& ref;               // 错误操作

2. 引用不能再绑定其它变量。

int num1 = 10, num2 = 20;
int& ref = num1;

ref = num2;    // 这个操作是把 num2 的值赋给 num1，而不是让ref成为num2的引用

常引用（Const Reference） 是指向常量的引用，使用const关键字修饰，语法为const 类型 &常引用名 = 变量名/常量名。

int num = 10;
const int& const_ref = num;

左值（lvalue）：具有持久内存地址的表达式；一般来说，变量、数组元素、对象成员都是左值：

int num = 10;          // num 是左值
int* ptr = &num;       // ptr 是左值

右值（rvalue）：没有持久内存地址的临时表达式，它们通常是字面量、临时对象或者函数的返回值。

int result = 10 + 20;   // 10、20、10+20的中间结果都是右值

1. 寻址层面：左值具有内存地址，可以通过取地址符&来获取其地址，而右值不可以：

int num = 10;
int* ptr1 = &num;         // 可以获取左值的地址
int* ptr2 = &10;          // 不可以获取右值的地址

字符串字面量是一个左值，可以取地址。

其地址在.rodata段：

auto* p = &"Hello world!";

2. 临时对象层面

函数的形参是左值：

void func(int x)
{
    int *ptr = &x;
}

func(10);

10本身是右值，但是在当参数传入func后的x是左值，相当于有一步int x = 10;

函数返回会产生临时对象，临时对象是右值：

int x = 1;

int get_x()
{
    return x;
}

x本身是左值，但是int get_x()函数返回的是x的临时副本，是一个右值。

注： 1）现代编译器普遍支持返回值优化（RVO）和具名返回值优化（NRVO），直接在接收方的内存空间构造对象，省略拷贝过程。

std::string build_str()
{
    std::string s = "Hello world";
    return s;
}

// 调用函数，直接在接收方构造对象
std::string hello_str = build_string();

2）不能返回函数内部局部变量的指针或引用，局部变量会在函数结束后被销毁，进而会产生野指针或悬空引用。

int& bad_return()
{
    int a = 10;
    return a;
}

我们前面所讲的单个&的引用都是左值引用，右值引用在 C++11 中引入，使用两个&&表示，语法为类型 &&右值引用名 = 右值表达式;。

int&& rvalue_ref = 10;    // rvalue_ref 是一个右值引用

引用后的变量本身是左值，右值引用只是一个类型修饰符，表示它只能绑定到右值。

1. 非常量的左值引用绑定对象只能是左值

int num = 10;
int& a = num;       // 正确，a 是 num 的左值引用
int& b = 10;        // 错误，不能将非常量左值引用绑定到右值

2. 常量左值引用允许绑定到右值，同时会延长右值的生命周期

const int& const_ref = 10;      // 正确，const_ref 是一个常量左值引用，可以绑定到右值

// 绑定后 const_ref 就像一个正常的左值一样，可以使用它来访问右值的值
// 但是由于常量语义的存在，无法进行修改

常量右值引用语法正确，但基本无意义

const int&& const_rvalue_ref = 10;      // 正确，但无意义