黄伟文垃圾五部曲:深入C\C++的引用，看看编译器对我们隐瞒了什么！（本实验在vs2008中进行）

来源：百度文库编辑：九乡新闻网时间：2024/04/27 02:19:27

许多教材书上都说，C++的引用，就是给变量取别名，即他们是同一个内存地址的两个名字。我觉得玄乎，就决定自己去看个究竟。
   既然引用和变量名称是内存地址的两个名字，最直接的想法就是把他们的内存地址打印出来看看，OK，代码实验：
#include
using namespace std;
int main()
{
int i = 0;
int &j = i;
i = 1;
j = 1;
cout<<&i<<","<<&j<}
输出的结果为：0017FC04,0017FC04
   果然，他们的的地址是同一个。
   也许你会觉得真相已经大白，但这真的是真相吗？那么，让我们对这段代码进行反编译看看吧！为了与指针区别，我们将源代码更改如下：
int main()
{
   int i = 0;
   int &j = i;
   int *p = &i;
   i = 1;
   j = 1;
   *p = 1;
   cout<<&i<<","<<&j<<","<<&p<}
对其进行反编译：
int main()
{
00DE3350  push       ebp
00DE3351  mov       ebp,esp
00DE3353  sub       esp,0E8h
00DE3359  push       ebx
00DE335A  push       esi
00DE335B  push       edi
00DE335C  lea       edi,[ebp-0E8h]
00DE3362  mov       ecx,3Ah
00DE3367  mov       eax,0CCCCCCCCh
00DE336C  rep stos dword ptr es:[edi]
int i = 0;
00DE336E  mov       dword ptr ,0
int &j = i;
00DE3375  lea       eax,
00DE3378  mov       dword ptr [j],eax
int *p = &i;
00DE337B  lea       eax,
00DE337E  mov       dword ptr [p],eax
i = 1;
00DE3381  mov       dword ptr ,1
j = 1;
00DE3388  mov       eax,dword ptr [j]
00DE338B  mov       dword ptr [eax],1
*p = 1;
00DE3391  mov       eax,dword ptr [p]
00DE3394  mov       dword ptr [eax],1
cout<<&i<<","<<&j<<","<<&p<00DE339A  mov       esi,esp
00DE339C  mov       eax,dword ptr [__imp_std::endl (0DEC390h)]
00DE33A1  push       eax
00DE33A2  mov       edi,esp
00DE33A4  lea       ecx,[p]
00DE33A7  push       ecx
00DE33A8  push       offset string "," (0DE8768h)
00DE33AD  mov       ebx,esp
00DE33AF  mov       edx,dword ptr [j]
00DE33B2  push       edx
00DE33B3  push       offset string "," (0DE8768h)
00DE33B8  mov       eax,esp
00DE33BA  lea       ecx,
00DE33BD  push       ecx
00DE33BE  mov       ecx,dword ptr [__imp_std::cout (0DEC394h)]
00DE33C4  mov       dword ptr [ebp-0E8h],eax
00DE33CA  call       dword ptr [__imp_std::basic_ostream >:: operator<< (0DEC398h)]
00DE33D0  mov       ecx,dword ptr [ebp-0E8h]
00DE33D6  cmp       ecx,esp
00DE33D8  call       @ILT+585(__RTC_CheckEsp) (0DE124Eh)
00DE33DD  push       eax
00DE33DE  call       std:: operator<< > (0DE1339h)
00DE33E3  add       esp,8
00DE33E6  mov       ecx,eax
00DE33E8  call       dword ptr [__imp_std::basic_ostream >:: operator<< (0DEC398h)]
00DE33EE  cmp       ebx,esp
00DE33F0  call       @ILT+585(__RTC_CheckEsp) (0DE124Eh)
00DE33F5  push       eax
00DE33F6  call       std:: operator<< > (0DE1339h)
00DE33FB  add       esp,8
00DE33FE  mov       ecx,eax
00DE3400  call       dword ptr [__imp_std::basic_ostream >:: operator<< (0DEC398h)]
00DE3406  cmp       edi,esp
00DE3408  call       @ILT+585(__RTC_CheckEsp) (0DE124Eh)
00DE340D  mov       ecx,eax
00DE340F  call       dword ptr [__imp_std::basic_ostream >:: operator<< (0DEC39Ch)]
00DE3415  cmp       esi,esp
00DE3417  call       @ILT+585(__RTC_CheckEsp) (0DE124Eh)
}
   我了个去，好长的汇编代码，不过有汇编基础的人看懂它必然是不在话下，下面我们就来分析它，首先是初始化代码
int i = 0;
00DE336E  mov       dword ptr ,0
int &j = i;
00DE3375  lea       eax,
00DE3378  mov       dword ptr [j],eax
int *p = &i;
00DE337B  lea       eax,
00DE337E  mov       dword ptr [p],eax
   乍一看，怎么引用和指针的初始化一模一样！都是将i变量单元的地址赋给它们！再看他们的赋值表达式：
j = 1;
00DE3388  mov       eax,dword ptr [j]
00DE338B  mov       dword ptr [eax],1
*p = 1;
00DE3391  mov       eax,dword ptr [p]
00DE3394  mov       dword ptr [eax],1
原来引用就是不加*直接访问的是其保存的地址处的值，而指针需要加*才访问其保存的地址处的值，这一定程度上方便了我们的使用。
还有一个问题要我们解决：我们明明在第一个实验的时候，输出引用的地址和变量的地址是一样的，可是反汇编代码里，我们发现，他们占用的是不同的内存单元！这倒底是怎么回事？
   带着问题我们继续往下看:
cout<<&i<<","<<&j<<","<<&p<00DE339A  mov       esi,esp
00DE339C  mov       eax,dword ptr [__imp_std:: endl (0DEC390h)]
00DE33A1  push       eax
00DE33A2  mov       edi,esp
00DE33A4  lea       ecx,[p]
00DE33A7  push       ecx
00DE33A8  push       offset string "," (0DE8768h)
00DE33AD  mov       ebx,esp
00DE33AF  mov       edx,dword ptr [j]
00DE33B2  push       edx
00DE33B3  push       offset string "," (0DE8768h)
00DE33B8  mov       eax,esp
00DE33BA  lea       ecx,
00DE33BD  push       ecx
以上代码是输出语句的一部分，首先看
&p对应的汇编为
00DE33A4  lea       ecx,[p]
这两句代码的意思是指得到p的偏移地址，同理
&i对应的汇编
00DE33BA  lea       ecx,
是将i的偏移地址推入栈，接下来是最关键的代码&j对应的汇编：
00DE33AF  mov       edx,dword ptr [j]
竟然和之前的汇编代码不一样！我们来看看他作了什么，原来他并没有获取j单元的内存地址，而是直接将j单元的值给移到了edx中，而j单元存的是i内存单元的地址，怪不得我们的代码&j得到的是i的地址，原来是这么一回事。
好了，我们来总结一下：
从表面上看，引用就是变量的别名而已，引用与变量仅仅是同一个内存单元的两个名字，就像一个人会有中文名与英文名，但都代码同一个人。
从底层的实现上看，引用其实存的是变量的地址，这些和指针一样，只是经过一系统的处理，让我们从宏观角度上看去，就是变量的一个别名。

注：以上数据仅仅是我在vs2008的运行结果，其它编译器的编译也许会存在差异，本人未曾试验。

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