12.3 參考（reference）
上冊 7.5 學過 pass by reference：參數寫成 int &x，函式改 x 就是改外面的原變數。當時 & 只在參數列表出現過——其實它是一個獨立的語法，叫參考（reference），一般的變數宣告也能用。
¶參考＝幫變數取別名
在型態後面加 &，宣告的就不是新變數，而是現有變數的別名：
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a = 10;
int &r = a; // r 是 a 的別名
cout << r << '\n'; // 讀 r 就是讀 a
r = 25; // 改 r 就是改 a
cout << a << '\n';
a++; // 反過來也一樣
cout << r << '\n';
return 0;
}
執行結果：
10
25
26r 和 a 是同一個變數的兩個名字——不是複本、不是指向，就是同一格記憶體。參考有三條規則：
- 宣告時必須綁定對象：
int &r;是編譯錯誤（'r' declared as reference but not initialized）——別名總得說是誰的別名。 - 綁定之後不能換對象：這輩子就跟定了。
- 之後對別名做的任何事，都是對本尊做。
第二條規則常被誤會，值得看個實驗：
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a = 10, b = 99;
int &r = a;
r = b; // 不是「改綁到 b」！是把 b 的值指派給 a
cout << a << '\n';
b = 123;
cout << r << '\n'; // r 還是 a 的別名，跟 b 無關
return 0;
}
執行結果：
99
99r = b; 只是普通的指派——透過別名把 b 的值塞給 a。想「換一個對象重新綁」？參考做不到，這是它跟指標最大的差別（見本節末的對照表）。
¶幫又臭又長的存取取個綽號
別名最有感的場合，是索引裡面還有索引的時候。看排序單元 TOI 入門考排名 的正解：成績排好之後，名次要填回這個人原本的編號那一格，於是每一行都得把 ans[student[i][2]] 整串打出來：
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (!i || student[i][0] != student[i - 1][0] || student[i][1] != student[i - 1][1]) {
ans[student[i][2]] = i + 1; // 不平手：前面剛好 i 個人比他好
} else {
ans[student[i][2]] = ans[student[i - 1][2]]; // 平手：抄前一個人的名次
}
}
先幫它取兩個別名，同一段就變成：
for (int i = 0; i < n; i++) {
array<int, 3> &me = student[i]; // 這次要排名的人
int &my_rank = ans[me[2]]; // 他的名次要填進哪一格
if (!i || me[0] != student[i - 1][0] || me[1] != student[i - 1][1]) {
my_rank = i + 1;
} else {
my_rank = ans[student[i - 1][2]];
}
}
兩份程式碼做的事完全一樣（本站拿官方測資實測，15 筆的輸出逐位元組相同）。差別只在讀的人：my_rank = i + 1; 一眼就知道「把名次寫下去」，而 ans[student[i][2]] = i + 1; 得先在腦中把三層中括號拆開。
¶回頭看 7.5：參數的 & 就是它
現在可以把 7.5 的機制說穿了：void addByReference(int &x) 的意思是——呼叫 addByReference(a) 時，讓 x 成為 a 的別名。函式裡的 x++ 當然改得到外面的 a，因為它們根本是同一個變數。pass by reference 沒有魔法，就是「參數是別名」而已。
¶跟 11.2 的指標比一比
參考和指標都能「間接操作一個變數」，但個性完全不同：
| 指標（11.2） | 參考（本節） | |
|---|---|---|
| 存的是什麼 | 記憶體位置（門牌號碼） | 不另外存——就是本尊的別名 |
| 使用語法 | 要用 *p 取值 |
直接用，跟本尊一模一樣 |
| 能不能換對象 | 能（p = &b; 改指向 b） |
不能，綁定終身 |
| 能不能「不指向任何東西」 | 能 | 不能，宣告就得綁定 |
| 競程用途 | 看懂 sort(a, a + n)、更懂陣列 |
函式參數、range-based for（下一節） |
一句話總結：參考語法乾淨但死心塌地，指標靈活但麻煩。競程場合幾乎都是參考出場——指標維持 11.2 的定位：看得懂就好。想更深入，可讀 NTUCPC Guide 的 Reference 章節。
動手試試看：宣告 int a = 5; 與別名 int &r = a;，再宣告 int &r2 = r;——猜猜 r2 是誰的別名？改 r2 之後把三個名字都印出來驗證（提示：別名的別名，還是本尊的別名）。