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🤔 为何引入引用？
在回答【为何引入引用？】这个问题之前，我们先回顾下函数的两种调用形式：一种是传值pass by value，一种是传址pass by reference。在C语言中，传址方式只能通过指针形式来实现。
对于传值方式，举例如下👇
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void swap(int x, int y); // swap函数声明
void display(vector<int> vec); // display函数声明
int main()
{
int num1 = 1, num2 = 2;
swap(num1, num2); //希望交换num1和num2的值
int num_arr[2] = {num1, num2};
vector<int> num_vec(num_arr, num_arr+2);
display(num_vec);
return 0;
}
/* 函数功能：（设想能够）交换两个int类型对象的数值 */
void swap(int x, int y) {
int temp = x;
x = y;
y = temp;
}
/* 函数功能：打印一个vector模板类对象中的每一个数值 */
void display(vector<int> vec) {
for (int i = 1; i <= vec.size(); ++i) {
cout << "num" << i << " = " << vec[i-1] << endl;
}
}
编译运行结果如下👇
num1 = 1
num2 = 2
可以发现预期结果并未达到。这是因为传值方式在传参时只是单纯的复制一份，在使用swap()函数时传入的num1、num2对象和在swap()函数内部操作的x、y对象实际上除了值完全相同外，不存在其它任何关系，因此在函数内无论对x和y对象怎么操作，都不影响swap()函数外部的num1、num2对象。因此，我们必须以传址的方式来实现。
此外，需要说明的是，当我们调用swap()函数时，在内存中会建立一块特殊区域，称为程序堆栈。程序堆栈为每个函数参数提供了储存空间，也就是说对象num1和num2的存于当下这块特殊区域中，我们称位于这块特殊区域中的对象为局部对象，一旦swap()函数的函数体执行完毕，这块内存便会被立即释放（销毁）。因此，函数执行完毕后，局部对象x和y也将被销毁。
而对于传址方式，C++中除了可以以指针形式来实现，还引入了引用机制来实现。下面先以指针形式实现传址，将上例代码更改如下👇
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
void swap(int *x, int *y); // 有调整
void display(vector<int> vec);
int main()
{
int num1 = 1, num2 = 2;
swap(num1, num2);
int num_arr[2] = {num1, num2};
vector<int> num_vec(num_arr, num_arr+2);
display(num_vec);
return 0;
}
void swap(int *x, int *y) { // 有调整
int temp = *x; // 有调整。指针形式传址后，使用时需手动解地址。后面会发现使用引用机制传址时，无需手动解地址
*x = *y; // 有调整。
*y = temp; // 有调整
}
/* 函数功能：打印一个vector模板类对象中的每一个数值 */
void display(vector<int> vec) {
for (int i = 1; i <= vec.size(); ++i) {
cout << "num" << i << " = " << vec[i-1] << endl;
}
}
编译运行结果如下👇
num1 = 2
num2 = 1
很明显预期结果已达到。
接下来，再采用引用机制来实现传址方式，只需将最开始的代码里的swap()函数作如下更改👇
void swap(int &x, int &y);
编译运行结果如下👇
num1 = 2
num2 = 1
可以发现预期效果同样可以达到。
【回到问题上，既然指针已经可以实现传址，那为何还要额外引入引用这个机制来实现传址呢？】思考结果如下👇
相较于指针形式，引用机制无需手动使用解地址运算符，且在函数调用时非常直观，修改函数时函数体整体也完全不用调整。引入引用机制，便是专门针对函数调用时的传址场景需求，在这种场景下可以使用引用机制替代传统的指针形式，从而避免函数体内的解地址操作以及函数传值传址调整的麻烦问题。
🤔 何时传值何时传址？
在定义函数时，如何去确定到底是要传值还是要传址呢？《Essential C++》中的说法如下👇
对于第二个理由，可以用上面那个例子的打印函数display()来说明。该函数定义如下👇
void display(vector<int> vec) {
for (int i = 1; i <= vec.size(); ++i) {
cout << "num" << i << " = " << vec[i-1] << endl;
}
}
可以发现该函数参数传递方式为传值方式，这意味着，每次进行显示操作时，向量内的所有元素都会被复制一遍。而如果直接传入向量的地址，即采用传址方式，对于大容量的向量来说，可以降低不小开销，执行速度也会更快。更改如下👇
void display(vector<int> &vec) {
for (int i = 1; i <= vec.size(); ++i) {
cout << "num" << i << " = " << vec[i-1] << endl;
}
}
🤔 引用与指针的具体区别在于？
简单总结如下👇
1️⃣ 引用是为“受了限制”的指针，更安全。引用定义时必须初始化，且只与初始时的对象所绑定，作为该对象的别名（而指针本身就是一个对象，使用sizeof(引用)得到的是所代表的对象的类型大小，而sizeof(指针)得到的是这个指针对象本身的类型大小）。由于必须初始化且与一个对象一直绑定，因此不存在空引用，但指针指向可以随意更改（指针其实也可以理解为一个普通变量，只不过它的变量值是一个地址值，较特别），且允许存在空指针和野指针（野指针可以在多种场景下产生，其中一种情况是当多个指针指向一块内存，free掉一个指针之后，那么别的指针就成为了野指针）。
2️⃣ 关于常量指针、常量引用、指针常量和引用常量
常量指针/常量引用指的是，通过这个指针/引用没法对所指向/代表的变量进行重新赋值操作。例子如下👇
int main() {
int x = 1;
const int *p = &x; // 常量指针
*p = 2; // 报错，无法这样操作
const int &x1 = x; // 常量引用
x1 = 2; //报错，无法这样操作
return 0;
}
指针常量指的是指针的指向无法修改，其实可以理解为一个普通常量，但这个常量的值是一个地址值，这个地址值无法修改，其实也就是这个指针的指向没法修改了。例子如下👇
int main() {
int x = 1, y = 2;
int* const p = &x; // 指针常量
p = &y; // 报错，p是常量，不能这样操作了
return 0;
}
而对于引用常量，指的是引用的代表无法修改，也就是说无法成为其他对象的别名了，其实就是引用。引用就是引用常量，引用常量就是引用。
3️⃣ 引用是类型安全的，而指针不是。引用比指针多了类型检查。
