C 的那些事 你真的了解引用嗎

說到引用，一般c++的教材中都是這麼定義的：

1，引用就是乙個物件的別名。

2，引用不是值不佔記憶體空間。

3，引用必須在定義時賦值，將變數與引用繫結。

這裡先給出引用的本質定義，後面我們再進一步論證。

1，引用實際是通過指標實現的。

2，引用是乙個常量指標。

3，引用在記憶體中佔4個位元組。

4，在對引用定義時，需要對這個常量指標初始化。

int var = 42

;mov dword ptr [var],2ah // 對應彙編**

上面語句申請了一塊記憶體空間，佔4個位元組，存放了乙個int型的變數。記憶體裡放的是42的二進位製碼。

那麼var這個變數名放在哪呢？

我們知道程式如果訪問記憶體裡的資料，需要通過位址來進行訪問，所以上面的**在經過編譯器生成目標**時，用存放42的位址了所有的var，所以結論時，目標檔案中不存在var，所以變數名本身是不佔記憶體的。

而我們知道，引用是變數的乙個別名。那麼，從這很多人會聯想到，引用會不會也只是乙個名字而已，編譯器在生成目標**的時候，會用實際位址替換引用呢？

答案並非這樣！

那我們接下來看看，當我們定義乙個引用時，發生了什麼：

1

int var = 42;2
01303ac8
movdword ptr [var],2ah 
3int& refvar = var;
401303acf
leaeax,[var] 
501303ad2
mov dword ptr [refvar],eax

上面的**顯示，當定義乙個引用時，編譯器將var的位址賦給了以refvar為位址的一塊記憶體區域。也就是說refvar其實存放的是var的位址。

這讓我們聯想到了指標，那麼我們看看定義乙個指標是發生了什麼：

1

int var = 42;2
01213ac8
movdword ptr [var],2ah 
3int* ptrvar = &var;
401213acf
leaeax,[var] 
501213ad2
mov dword ptr [ptrvar],eax

沒錯，沒有任何差別，定義乙個引用和乙個指標的彙編**完全一致！

相信從上面的分析時，你可能已經相信了，引用實際上就是乙個指標。那麼為什麼說引用是乙個常量指標呢，在目標**裡有什麼體現呢？

這個問題其實要從c++底層機制談起，c++為我們提供的各種訪問控制僅僅是在編譯階段給我們的限制，也就是說編譯器確保了你在完成任務之前的正確行為，如果你的行為不正確，那麼編譯器就是給你在編譯時提示錯誤。所謂的const和private等在實際的目標**裡根本不存在，所以在程式執行期間只要你願意，你可以通過記憶體工具修改它的任何乙個變數的值。

這也就解釋了為什麼上面的兩段**中引用和指標的彙編**完全一致。

c++設計引用，並用常量指標來從編譯器的角度實現它，目標是為了提供比指標更高的安全性，因為常量指標一旦與變數位址繫結將不能更改，這樣降低了指標的危險係數，它提供了一種一對一的指標。

但是你覺得使用引用就安全了嗎？它同樣會有與使用指標一樣的問題

1

int *var = new
int(42
); 2
int &ref = *var
; 3 delete var; 4
ref = 42; 5
return
0;

上面這段**就很不安全，因為ref引用的記憶體區域不合法。

為了進一步驗證引用與指標在本質上的相同，我們看當引用作為函式引數傳遞時，編譯器的行為：

1 void swap(int& v1, int& v2);

2 void swap(int* v1, int* v2);34
int var1 = 1;5
00a64af8
mov dword ptr [var1],1
6int var2 = 2;7
00a64aff
mov dword ptr [var2],2
8 swap(var1,var2);
900a64b06
leaeax,[var2] 
1000a64b09
push
eax 
1100a64b0a
leaecx,[var1] 
1200a64b0d
push
ecx 
1300a64b0e
call
swap (0a6141fh) 
1400a64b13
add esp,8
15 swap(&var1, &var2);
1600a64b16
leaeax,[var2] 
1700a64b19
push
eax 
1800a64b1a
leaecx,[var1] 
1900a64b1d
push
ecx 
2000a64b1e
call
swap (0a61424h) 
2100a64b23
add esp,8

上面**再次證明了，引用與指標的行為完全一致，只是編譯器在編譯時對引用作了更嚴格的限制。

因為在在表示式中，使用引用實際上就像使用變數本身一樣，所以直接用sizeof是得不到引用本身的大小的。

double

var = 42.0
; double& ref = var
;cout 
<< sizeof
var<< endl; //
print 8 
cout << sizeof
ref<< endl; //
print 8

我們可以通過定義乙個只含有引用的類來解決這個問題：

1

class
refclass 6};
78 cout << sizeof refclass << endl; //
print 4

所以結論就是引用和指標一樣實際佔記憶體空間4個位元組。

參考文章：

你真的了解C 中的值和引用嗎？（上）

術語解釋 注意，上面我說的都是值型別表示式和引用型別表示式，包括區域性變數和成員 如欄位 屬性 索引器 等。現在，我們來考慮以下問題 對於上面這些問題，您的答案是什麼呢？誤區 值型別到底儲存在哪？在談到值型別和引用型別的區別時，很多初學者常說值型別分配在方法的呼叫棧 或執行緒棧 上，引用型別分配在託...

你真的了解C 中的值和引用嗎？（下）

今天要討論的話題是引數傳遞，這不是實現細節。c 中的引數共分為4種 本文主要討論引數按值傳遞和按引用傳遞的區別，以及值型別和引用型別在按值傳遞和按引用傳遞時的表現。我們均以向方法傳遞引數為例。c 的引數在預設情況下都是按值傳遞的。也就是說，當向方法傳遞引數的時候，會建立乙個新的儲存位置，然後將引數的...

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