0. 一个错误的概念
1
2
3
4
5
6
| int main() {
int a = 111;
int &b = a;
b = 222;
std::cout<<&a<<&b;
}
|
我们能看到这里输出的两个值相同。
1. 从STD的tie类型说起
笔者在阅读ClickHouse源码的时候发现了有趣的现象，该源码中有如下代码，我们注意第7-9行，可以发现这使用了STD的tie，该类型让C++实现了一次性返回两个值的效果。下面的executeQueryImpl函数返回了两个值，分别写入到了ast和streams中。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
| BlockIO executeQuery(
const String & query,
ContextMutablePtr context,
bool internal,
QueryProcessingStage::Enum stage)
{
ASTPtr ast;
BlockIO streams;
std::tie(ast, streams) = executeQueryImpl(query.data(), query.data() + query.size(), context, internal, stage, nullptr);
if (const auto * ast_query_with_output = dynamic_cast<const ASTQueryWithOutput *>(ast.get()))
{
String format_name = ast_query_with_output->format
? getIdentifierName(ast_query_with_output->format)
: context->getDefaultFormat();
if (format_name == "Null")
streams.null_format = true;
}
return streams;
}
|
2. 如何实现的
实际上C++中可以在结构体中指定一个引用字段，通过构造函数将外界的变量传递进结构体，再通过该结构体的拷贝构造函数实现赋值。
3. 结构体中如何储存引用
结构体如何储存其他值的引用？按照前文的说法，如果引用的地址是一样的，结构体如何储存其他值的引用呢，如下图。
实际上唯一的办法只能使用指针，让变量b指向变量a，当然这里的变量b的类型就是指针类型了，这么说肯定很多人不能接受，我定义的引用类型，怎么就成了指针了。
4. 揭秘结构体中的引用
先来看下面的代码,下面这两个函数，写法不一样，但是被GCC编译器编译以后的结果是一模一样的。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
| struct Ref {
explicit Ref(int &ref) : ref(ref) {}
int &ref;
int value;
};
struct Point {
explicit Point(int *ref) : ref(ref) {}
int *ref;
int value;
};
void ref() {
int x = 222;
Ref a(x);
a.ref = 333;
a.value = 444;
}
void point() {
int x = 222;
Point a(&x);
*a.ref = 333;
a.value = 444;
}
int main() {
}
|
读者可以通过指令 gcc -S -O0 main.cpp来编译该文件。可以看到两个函数都被编译结果为下面的内容，注意14-15行，这里就是ref赋值的地方，我们很容易发现，第一步是把rbp栈寄存器指向的地址偏移24的位置的值放入了寄存器rax中，第二步是将数据333写入rax寄存器所指向的地址。所以引用不过是指针的另一种写法而已。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
| __Z5pointv: ## @_Z5pointv
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
subq $32, %rsp
movl $222, -4(%rbp)
leaq -24(%rbp), %rdi
leaq -4(%rbp), %rsi
callq __ZN5PointC1EPi
movq -24(%rbp), %rax
movl $333, (%rax) ## imm = 0x14D
movl $444, -16(%rbp) ## imm = 0x1BC
addq $32, %rsp
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.globl __ZN5PointC1EPi ## -- Begin function _ZN5PointC1EPi
.weak_def_can_be_hidden __ZN5PointC1EPi
.p2align 4, 0x90
|
5. 普通引用是如何实现的
我们使用gcc -S -O0 main.cpp编译下面的代码
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
| void check() {
int a = 111;
int &b = a;
b = 222;
}
void check2() {
int a = 111;
int *b = &a;
*b = 222;
}
int main() {
}
|
不难发现两个函数都被编译成了相同的代码,于是乎，现在应该不会再有人认为这里的b就是a，a就是b，a和b的地址是一样的了吧
很明显b就是指针啊，他怎么能是和a的地址相同呢？
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
| __Z5checkv: ## @_Z5checkv
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
movl $111, -4(%rbp)
leaq -4(%rbp), %rax
movq %rax, -16(%rbp)
movq -16(%rbp), %rax
movl $222, (%rax)
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.globl __Z6check2v ## -- Begin function _Z6check2v
.p2align 4, 0x90
|
正确的引用图应该是下面这张
