C++ “引用”究竟是什么？（代码实测）

        C++的引用是个挺好用的东西，相当于指针的另一种写法，虽然引用有一些约束，比如必须初始化而且不能修改引用目标，但确实非常大地增加了编程的清晰度和灵活性。

目录

一、引用的价值

二、引用的隐患

三、代码实测

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一、引用的价值

        引用主要有这些价值：

1. 简化指针访问，“.”比“->”少一个字符，而且更容易理解
2. 使指向指针的指针更容易理解，“int * &”比“int **”容易理解多了
3. 函数传参和重构灵活，可以通过重新定义参数来轻易地在指针和引用之间转换，避免对整个代码进行“.”和“->”的替换。

二、引用的隐患

        当然，凡事有利就有弊，引用本质是个指针，那么就是两个本质相同的东西拥有不同的表达方式，必然会带来一点混乱。

        比如一个以前是“int”类型的参数，现在被改成了“int &”并且在函数里面修改了值，那么原来的程序会出错，而编译器不会发现任何问题。当然，严格地说，这是函数修改者的错误，这种改变接口的行为的变更是不可以轻易进行的，可是事实却是调用者的代码无辜出错了。

三、代码实测

        以上是理论，现在我们用代码看看引用到底是什么：

#include 
#include 
 
void f(int& x)
{
	printf("-------------------------------\n");
	printf("sizeof(x)         : %2zd : typeid : %s\n", sizeof(x), typeid(x).name());
	printf("%p %d\n", &x, x);
}
void f2(int* x)
{
	printf("-------------------------------\n");
	printf("sizeof(x)         : %2zd : typeid : %s\n", sizeof(x), typeid(x).name());
	printf("%p %p\n", &x, x);
}
int main()
{
	int a = 111;
	printf("a   %p %d\n", &a, a);
	int& r_a = a;
	printf("r_a %p %d\n", &r_a, r_a);
	int* p_a = &a;
	printf("p_a %p %p\n", &p_a, p_a);
	
	f(a);
	f(r_a);
    f(*p_a);
	f2(&a);
	f2(&r_a);
	f2(p_a);
	return 0;
}

        这是VS2022的64位C++控制台程序代码（debug版），在main函数任何一处设置断点，调试运行，在程序运行到断点处停下来之后，打开反汇编窗口，看看反汇编代码的样子：

        两个红色方框出的代码分别是给引用和指针赋值，即使完全不懂汇编也能看出来——毫无区别。

        下面是调用"f(int&x)"的反汇编代码：

        “f(r_a)”和“f(*p_a)”的汇编代码相同是能看出来的。

        下面是调用“f2(int* x)”的反汇编代码：

        看得出来，跟前面的一样啊，这就很明白了，“引用”其实就是“指针”，不过语法上被当作“别名”，我们看一下这个程序的输出：

        红线指向的就是“f(int &x)”的参数类型，分明写着“int”啊，所以“引用”在语法层面是“别名”，内部实现为指针。

（这里是结束）