C++ 参考的工作原理

Posted 2023-02-21

【中文标题】C++ 参考的工作原理

【英文标题】：How C++ reference works

【发布时间】：2011-11-17 02:57:51

【问题描述】：

在 C++ 工作了 15 年之后，我发现我并不完全理解引用...

类测试类 民众： 测试类（）：m_nData（0） 测试类（int n）：m_nData（n） ~TestClass() cout

我从这个测试中了解到，TestClass 实例是在堆栈上创建的（这是正确的吗？）并由第一个 TestClass 构造函数初始化。什么时候分配这个实例：什么时候加载主函数，或者执行引用赋值？什么时候销毁？

第二次引用赋值后对象地址不变。这是否意味着析构函数和构造函数应用于同一个内存区域？或者内存被释放（动态？在堆栈上？）并再次分配？

我对堆栈和堆分配对象的生命周期、它们的构造函数和析构函数了如指掌。但我无法理解这个程序到底发生了什么。

编辑： 谢谢大家。我试图在这个测试中重现一些其他（更复杂的）程序行为。您的 cmets 帮助我理解了我的错误和我正在与之抗争的另一个程序......

固定代码为：

主函数（） cout

【问题讨论】：

此代码无法编译。您不能将非常量引用绑定到临时对象。

是否有任何不将自动对象放入堆栈的 C++ 实现？如果有，它们是哪些？

你用哪个编译器来编译它？它不应该编译。

@Jeremy：没有，这在逻辑上是不可能的。令人费解的是，那些宣传城市神话的人不都是白痴。我无法解释他们为什么这样做，除了可能就像那个因与人行道发生性关系而被判刑的苏格兰人一样，这只是莫名其妙的行为。

请保持 cmets 具有建设性和主题性。

【参考方案1】：

您的代码存在多个问题，最终没有意义。但是，让我们破解它。

1) 您只能将临时对象绑定到 const 引用，从而延长其生命周期：

const TestClass & c = TestClass();

2) 现在我们不能使用dump，因为你没有声明它const：

void Dump() const

3) 说c = TestClass() 是一项任务。然而，c 现在是一个对 const 的引用，它不能被赋值，因为赋值是非常量的（原因很明显）。让我们解决这个问题：

const_cast<TestClass&>(c) = TestClass(10);

现在我们为临时但扩展的对象c 分配了一个新值，一切正常：

main started
data = 0  ptr = 0x0xbfa8219c
destructor
data = 10  ptr = 0x0xbfa8219c
main ended
destructor

指针是相同的，因为只有一个对象，即c 引用的（临时）对象。分配给它是一种黑客行为，通常是未定义的行为，但出于本演示的目的，我们侥幸逃脱。

中间析构函数是第二个临时TestClass(10)的析构函数。

【参考方案2】：

TestClass& c = TestClass(); // TestClass() temporary doesn't persist beyond this expression.
c.Dump();

TestClass() 会创建一个临时对象，您不能对其进行引用。

const TestClass& c = TestClass();

const 限定将被创建的临时对象的生命周期延长到对象c 的范围。

【参考方案3】：

TestClass& c = TestClass();

这甚至无法编译！

尝试将临时引用绑定到非常量引用会导致编译错误。

但是，您可以将临时绑定到 const 引用：

   const TestClass& c = TestClass();
   //use c 
   //....
//<-------- the temporary will be destroyed here.

在这种情况下，临时变量的生命周期延长到引用的生命周期，即当引用变量超出范围时，临时变量将被销毁，如上所示。

【讨论】：

这在 VC++ 2010 中编译，带有警告 C4239（级别 4）。

@Alex：warning 明确表示：使用了非标准扩展：“token”：从“type”转换为“type”。 ....你看到粗体字了吗？

一些警告应该被视为错误...... MCVC 非常宽容。

【参考方案4】：

1) 你不能得到对临时对象的非 const 引用

2) 在行 c = TestClass(10); operator=(...) 被调用

【参考方案5】：

一个好方法是比较指针的引用...（引用通常在汇编中以相同的方式实现，通常使用 ebx 寄存器）。主要区别在于初始化后引用是常量...

但是，const TestClass& c = TestClass(); 行与const TestClass* const pc = &TestClass(); 平行，因此对象将在堆栈​​上创建和销毁，pc 仍将保持相同的地址。