C++ 左值引用

Posted 2023-02-16

【中文标题】C++ 左值引用

【英文标题】：C++ lvalue references

【发布时间】：2020-05-17 15:33:25

【问题描述】：

所以最近我重新访问了类型声明的引用，但我不太了解它们。

考虑一下这个伪代码：

int ia = 10;
int& ref = ia;

现在，我的问题是：

这些int& ref如何在内部工作，这是否意味着ref的地址被分配了ia的地址，因此等于&ia如果不是那么编译器在看到这些引用时会做什么? 为什么这些引用不在 c++ 程序中编译？

【参考方案1】：

您根本不必考虑地址。 ref 只是 ia 的另一个名称，或者换句话说，ref 是 ia 的别名。只是代码的语法糖。

这种情况下的编译器根本不需要做太多，只要跟踪代码何时包含ref，将其替换为ia即可。

【讨论】：

感谢您的回复，但我想知道这是如何在内部工作的。编译器看到这个会做什么？

@Alex • C++ 标准没有规定编译器在内部做什么。我的编译器尽可能消除引用，并将其视为只是对所引用对象的别名替换。

@Alex，一般来说，您会尽可能避免使用宏。

@Alex，处理器使用宏的定义对您的源代码执行搜索替换，然后编译最终结果（编译步骤中没有宏）。所以如果你有#define MY_CONSTANT 2 和int a = MY_CONSTANT; 这样的东西，那么对于编译器来说它就是int a = 2;。这是一个您不想使用宏的示例，因为 const 和 constexpr 更适合这样的用例。现在正确使用宏仅限于少数情况，您经常可以看到它们用于创建单元测试。

@Alex 您通常将它们用于更复杂的表达式或作为函数参数。

【参考方案2】：

C++ 标准没有指定编译器应该如何实现引用。很多人认为它们只是别名，但实际上，它们只是实现为 const 指针。

C++ 引用实际上是 const 指针。所以：

int ia = 10;
int& ref = ia;
ref++; // ia is 11 now

可能会被编译器转换为：

int ia = 10;
int* const ref = ia;
(*ref)++; // ia is 11 now

它们需要初始化，因为必须初始化常量。

【讨论】：

在大多数情况下这是错误的，例如参见godbolt.org/z/TA8tkN。

这不是假的。尝试使用 -00。并松开iostream 以获得更清晰的输出。另见：godbolt.org/z/xEQVXe，请查看此线程：twitter.com/tvaneerd/status/1252653227885178882?s=20

如果你松开了ostream，代码就是一个noop，O0在这里更像是AST的反映，而不是引用的语义。

O0 是编译器在调试模式下生成的实际程序集。在不同的情况下，编译器可能无法将其优化为简单的赋值。