Question

我听说C ++引用变量是使用指针实现的。在我开始使用C ++之前，我一直在寻找一些C代码，因为我希望能够在C语言中找到与之相关的东西。有没有人真的有一个关于如何使用指针实现它的例子？

我一直在研究这个问题，这就是我发现的。但是，我不确定它是否合法，因为我以前无法在C ++文件中正确运行。任何答案将不胜感激，谢谢！：）

int& =  *(int const *)

Answer 1

这是我能想到的最佳证明：

#include <iostream>
using namespace std;

double value;
struct pointer {
    double *value; };
struct reference {
    double& value; };

int main() {
    pointer ptr { &value };
    reference ref { value };
    *ptr.value = 3.14;
    cout << sizeof(value) << endl;
    cout << sizeof(pointer) << endl;
    cout << sizeof(reference) << endl;
    cout << ref.value;
}

输出：

你能看到尺码吗？ sizeof(pointer) == sizeof(reference)但不是sizeof(value)。

关于问题int& = *(int const *)中的添加/编辑示例：

ref.value = *ptr.value; ref.value = *(double*)ref.value; //no const
ref.value = *(double const *)ptr.value; // yes, we can add const before *

int i = 1; const j = 2;
const int& cri = *(const int const *)&i; // same as *&i and simple i, notice two consts
const int& crj = j;
int& rj = j; // error: const cannot be removed that way

换句话说：引用是使用不同运算符集的常量指针（无法更改）。主要优点是编译器可以更好地优化它们（完全丢弃 引用/指针 ），但这并不能证明它们有任何不同，因为编译器可以优化/丢弃指针（以及gcc -O3可以做得很好，我已经看到并用指针反汇编好循环，其中gcc可以克服所谓的 别名问题 ）。

Answer 2

引用与常量指针具有相同的含义。

引用和指针的代码是相同的，至少对于MSVC2013。

例如：

int u=1,v=3, w;

int& x = u;     // initialize reference 
w = x;          // x is synonym for u;
x++;    

int *y = &u;    // initalize pointer
w = *y;         // y points to u 
(*y)++;

在两种情况下都会生成初始化：

lea eax, DWORD PTR _u$[ebp]
mov DWORD PTR _x$[ebp], eax    ; of course in the case of the pointe _y$ instead of _x$.

分配，在两种情况下都会生成：

mov eax, DWORD PTR _x$[ebp]
mov ecx, DWORD PTR [eax]
mov DWORD PTR _w$[ebp], ecx

即使增量也会生成相同的代码。

生成的代码是相同的，无论是指针，const指针还是const的poitner（在后一种情况下，++不起作用）。确保const为const是编译器的商业。

现在语法有一个细微差别：

int& x = u;         // initialize reference 
int *y = &u;        // initalize pointer
int const *z = &u;  // initialize pointer to "const int".  Pointer itself is not const ! 
int * const a = &u;  // initialize "const pointer" to "int", which is basically a reference.

有了这些定义：

//(*z)++;           // invalid because the it points to a const int. 
z = &w;             // valid because pointer intself is not const

和：

(*a)++;         // valid because the it points to an int.
// a = &w;      // invalid because it's a const pointer

所以你可以说int&几乎等同于int * const（我这里不使用'='，因为它保留给operator =并且看起来像语法错误！）< / p>

当然，使用引用时，您总是使用其名称，就好像它是一个真实的变量（例如：x++），而使用const指针时，您始终必须取消引用（又名：(*x)++）。所以意思相同，但语法不同。

Answer 3

编译器可以以任何可行的方式实现引用，包括某些引用已完全优化。

您可以思考参考

T& r = o;

作为

T* const pr = &o;
#define r (*pr)

这是对左值引用的大多数属性的一个很好的解释，除了这个概念图片不包括临时的生命周期扩展和临时初始化。

它“解释”那个

必须在声明中初始化引用，除非它是正式参数，
无法重新分配参考，
引用不能是有效代码中的“空引用”。

但请记住，它只是概念图：虽然它很可能是生成的代码的基本现实，但绝不是要求编译器实现引用这样。

您可能会发现section about references in the C++ FAQ具有指导意义。

Answer 4

在C中，当您使用变量作为函数的参数时，它将按值发送。如果函数应该更改变量，则必须将参数作为指针发送。

int x = 5;

void addtwo(int* param)
{
  *param += 2;
}

addtwo(&x); // This will send a pointer to x to the function addtwo

在C ++中，您可以发送参考：

void addtwo(int& param)
{
  param += 2;
}

addtwo(x); // This will send a reference to x to the function addtwo

在这个简单的示例中，这看起来并没有什么区别，但在第二个示例中，看起来就像param没有被解除引用。但它确实是，因为它是作为参考发送的。即使param看起来不像指针（并且它不是 - 它是一个引用），函数addtwo也会被发送x的地址，就像它是一个指针一样。差异很微妙，但具体。

如何使用指针实现C ++中的引用

4 个答案: