在前面的课程中，我们介绍了左值引用 (12.3 -- 左值引用) 和指向 const 的左值引用 (12.4 -- 指向 const 的左值引用)。单独来看，这些可能看起来不太有用——当你可以直接使用变量本身时，为什么要为变量创建别名？
在本课中，我们将最终提供一些关于引用有用之处的见解。然后从本章后面开始，您将经常看到引用的使用。
首先，一些背景。回到 2.4 — 函数参数和实参简介 课程中，我们讨论了按值传递，其中传递给函数的实参被复制到函数的形参中。
#include <iostream>
void printValue(int y)
{
std::cout << y << '\n';
} // y is destroyed here
int main()
{
int x { 2 };
printValue(x); // x is passed by value (copied) into parameter y (inexpensive)
return 0;
}在上面的程序中，当调用 printValue(x) 时，x 的值（2）被复制到形参 y 中。然后，在函数结束时，对象 y 被销毁。
这意味着当我们调用函数时，我们复制了实参的值，仅仅是短暂使用然后就销毁了它！幸运的是，由于基本类型复制成本低廉，这不是问题。
有些对象复制成本高昂
标准库提供的大多数类型（例如 std::string）都是类类型。类类型通常复制成本高昂。只要有可能，我们都希望避免不必要地复制复制成本高昂的对象，特别是当我们几乎会立即销毁这些副本时。
考虑以下程序说明这一点
#include <iostream>
#include <string>
void printValue(std::string y)
{
std::cout << y << '\n';
} // y is destroyed here
int main()
{
std::string x { "Hello, world!" }; // x is a std::string
printValue(x); // x is passed by value (copied) into parameter y (expensive)
return 0;
}这会打印
Hello, world!
虽然这个程序表现得如我们所期望的那样，但效率低下。与前一个例子完全相同，当调用 printValue() 时，实参 x 被复制到 printValue() 的形参 y 中。然而，在这个例子中，实参是一个 std::string 而不是一个 int，并且 std::string 是一种复制成本高昂的类类型。而且每次调用 printValue() 都会进行这种昂贵的复制！
我们可以做得更好。
按引用传递
调用函数时避免对参数进行昂贵复制的一种方法是使用按引用传递而不是按值传递。使用按引用传递时，我们将函数参数声明为引用类型（或 const 引用类型），而不是普通类型。当函数被调用时，每个引用参数都绑定到相应的参数。因为引用充当参数的别名，所以不会复制参数。
以下是上面的例子，使用按引用传递而不是按值传递
#include <iostream>
#include <string>
void printValue(std::string& y) // type changed to std::string&
{
std::cout << y << '\n';
} // y is destroyed here
int main()
{
std::string x { "Hello, world!" };
printValue(x); // x is now passed by reference into reference parameter y (inexpensive)
return 0;
}此程序与之前的程序相同，只是参数 y 的类型已从 std::string 更改为 std::string&（一个左值引用）。现在，当调用 printValue(x) 时，左值引用参数 y 绑定到实参 x。绑定引用总是廉价的，并且不需要复制 x。由于引用充当被引用对象的别名，当 printValue() 使用引用 y 时，它正在访问实际的实参 x（而不是 x 的副本）。
关键见解
按引用传递允许我们将参数传递给函数，而无需在每次调用函数时都复制这些参数。
以下程序演示了值形参与实参是不同的对象，而引用形参则被视为实参本身
#include <iostream>
void printAddresses(int val, int& ref)
{
std::cout << "The address of the value parameter is: " << &val << '\n';
std::cout << "The address of the reference parameter is: " << &ref << '\n';
}
int main()
{
int x { 5 };
std::cout << "The address of x is: " << &x << '\n';
printAddresses(x, x);
return 0;
}该程序的一次运行产生了以下输出
The address of x is: 0x7ffd16574de0 The address of the value parameter is: 0x7ffd16574de4 The address of the reference parameter is: 0x7ffd16574de0
我们可以看到实参与值形参的地址不同，这意味着值形参是不同的对象。由于它们具有独立的内存地址，为了使值形参与实参具有相同的值，实参的值必须复制到值形参所持有的内存中。
另一方面，我们可以看到获取引用参数的地址会得到与实参相同的地址。这意味着引用参数被视为与实参相同的对象。
按引用传递允许我们更改参数的值
当对象按值传递时，函数参数接收实参的副本。这意味着对参数值所做的任何更改都作用于实参的副本，而不是实参本身。
#include <iostream>
void addOne(int y) // y is a copy of x
{
++y; // this modifies the copy of x, not the actual object x
}
int main()
{
int x { 5 };
std::cout << "value = " << x << '\n';
addOne(x);
std::cout << "value = " << x << '\n'; // x has not been modified
return 0;
}在上述程序中，因为值参数 y 是 x 的副本，所以当我们递增 y 时，这只会影响 y。此程序输出
value = 5 value = 5
然而，由于引用与被引用对象的作用相同，因此当使用按引用传递时，对引用参数所做的任何更改都将影响实参
#include <iostream>
void addOne(int& y) // y is bound to the actual object x
{
++y; // this modifies the actual object x
}
int main()
{
int x { 5 };
std::cout << "value = " << x << '\n';
addOne(x);
std::cout << "value = " << x << '\n'; // x has been modified
return 0;
}此程序输出
value = 5 value = 6
在上面的例子中，x 最初的值是 5。当调用 addOne(x) 时，引用参数 y 绑定到参数 x。当 addOne() 函数增加引用 y 时，它实际上是将参数 x 从 5 增加到 6（而不是 x 的副本）。这个改变的值即使在 addOne() 执行完成后也仍然存在。
关键见解
通过引用将值传递给非 const 允许我们编写修改传入参数值的函数。
函数修改传入参数值的能力非常有用。想象一下你写了一个函数来判断一个怪物是否成功攻击了玩家。如果成功，怪物应该对玩家的生命值造成一定量的伤害。如果你通过引用传递玩家对象，该函数可以直接修改传入的实际玩家对象的生命值。如果你按值传递玩家对象，你只能修改玩家对象副本的生命值，这就不那么有用了。
按引用传递只能接受可修改的左值参数
因为对非 const 值的引用只能绑定到可修改的左值（本质上是非 const 变量），这意味着按引用传递只适用于可修改的左值参数。实际上，这极大地限制了按引用传递给非 const 的实用性，因为它意味着我们不能传递 const 变量或字面量。例如
#include <iostream>
void printValue(int& y) // y only accepts modifiable lvalues
{
std::cout << y << '\n';
}
int main()
{
int x { 5 };
printValue(x); // ok: x is a modifiable lvalue
const int z { 5 };
printValue(z); // error: z is a non-modifiable lvalue
printValue(5); // error: 5 is an rvalue
return 0;
}幸运的是，有一个简单的解决方法，我们将在下一课中讨论。我们还将探讨何时按值传递以及何时按引用传递。