C++；引用-它们只是语法上的糖吗？ 是C++的引用，只是句法糖，还是在某些情况下提供了加速？< /P>

例如，指针调用无论如何都涉及副本，而引用调用似乎也是如此。潜在的机制似乎是相同的

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编辑：在大约六个答案和许多评论之后。我仍然认为参考文献只是合成糖。如果人们可以直接回答“是”或“否”，如果有人可以做一个可接受的答案？

编译器不能假定指针为非空；在优化代码时，它必须证明指针是非空的，或者发出一个程序来解释它为空的可能性（在定义良好的上下文中）

类似地，编译器不能假定指针从不更改值。（它也不能假设指针指向有效对象，尽管我很难想象在定义良好的上下文中这一点会起作用）

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另一方面，假设引用是作为指针实现的，编译器仍然可以假定它是非空的，从不更改它指向的位置，并且指向有效的对象。

引用比指针有更强的保证，因此编译器可以更积极地优化。我最近看到GCC通过函数引用完美地内联了多个嵌套调用，但没有一个通过函数指针内联调用（因为它无法证明指针总是指向同一个函数）

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如果引用最终存储在某个地方，它通常会占用与指针相同的空间。这并不是说，它会像指针一样使用：如果编译器知道引用绑定到哪个对象，它可能会很好地将其截断。

假设引用是一个指针：

不能为空

初始化后，无法重新指向其他对象

任何使用它的尝试都会隐式取消引用它：

int a = 5;
int &ra = a;
int *pa = &a;

ra = 6;

(*pa) = 6;

如拆解中所示：

    int a = 5;
00ED534E  mov         dword ptr [a],5  
    int &ra = a;
00ED5355  lea         eax,[a]  
00ED5358  mov         dword ptr [ra],eax  
    int *pa = &a;
00ED535B  lea         eax,[a]  
00ED535E  mov         dword ptr [pa],eax  

    ra = 6;
00ED5361  mov         eax,dword ptr [ra]  
00ED5364  mov         dword ptr [eax],6  

    (*pa) = 6;
00ED536A  mov         eax,dword ptr [pa]  
00ED536D  mov         dword ptr [eax],6  

从编译器的角度来看，对引用的赋值与对取消引用的指针的赋值是相同的。正如您所看到的，它们之间没有区别（我们现在不讨论编译器优化） 但是如上所述，引用不能为null，并且对它们所包含的内容有更强的保证

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就我而言，我更喜欢使用引用，只要我不需要将

nullptr

作为有效值、应该重新输入的值或要传递到其中的不同类型的值（例如指向接口类型的指针）。

过去有效率优势，因为引用更易于编译器优化。然而，现代编译器已经非常擅长于此，不再有任何优势

与指针相比，引用的一个巨大优势是引用可以引用寄存器中的值，而指针只能指向内存块。以寄存器中的某个内容的地址为例，您将强制编译器将该值放入正常内存位置。这可以在紧密的循环中创造巨大的好处

然而，现代编译器非常优秀，现在它们可以识别出一个指针，该指针可以是所有意图和目的的引用，并将其视为完全相同的引用。这可能会在调试器中产生相当有趣的结果，在调试器中，您可以有一条语句，例如

int*p=&x

，要求调试器打印

p

的值，但却让调试器说“p无法打印”，因为

x

实际上在寄存器中，编译器将

*p

视为对

x

的引用！在这种情况下，

p

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（但是，如果您尝试在

p

上执行指针算术，则会迫使编译器不再优化指针，使其像引用那样运行，并且一切都会变慢）

引用与指针的不同之处在于，您无法对引用执行某些操作，并且必须定义引用的行为

您不能获取引用的地址，而只能获取引用的内容。一旦创建引用，就不能修改它

A

T&

和A

T*const

（注意，

const

适用于指针，而不是指向的指针）相对类似。获取实际

const

值的地址并对其进行修改是未定义的行为，修改（它直接使用的任何存储）引用也是未定义的行为

现在，在实践中，您可以从引用的存储中获得以下信息：

struct foo {
  int& x;
};

sizeof（foo）

几乎肯定等于

sizeof（int*）

。但是编译器可以忽略直接访问

foo

字节的人实际上可能会更改引用的值的可能性。这允许编译器读取引用“指针”实现一次，然后再也不读取它。如果我们有

struct foo{int*x；}

，编译器必须在每次执行

*f.x

时证明指针值没有更改

如果您有

struct foo{int*const x；}

is在其不变性（修改声明为

const

is UB的内容）中再次开始执行类似于引用的操作

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我不知道编译器编写者使用的一个技巧是在lambda中压缩引用捕获

如果lambda通过引用捕获数据，而不是通过指针捕获每个值，那么它只能捕获堆栈帧指针。每个局部变量的偏移量都是堆栈帧指针之外的编译时常量

异常是引用捕获的引用，即使引用变量超出范围，缺陷报告到C++的引用必须保持有效。所以这些必须由伪指针捕获

具体示例（如果是玩具）：

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void part( std::vector<int>& v, int left, int right ) {
  std::function<bool(int)> op = [&](int y){return y<left && y>right;};
  std::partition( begin(v), end(v), op );
}

void part( std::vector<int>& v, int left, int right ) {
  int* pleft=&left;
  int* pright=&right;
  std::function<bool(int)> op = [=](int y){return y<*pleft && y>*pright;};
  std::partition( begin(v), end(v), op );
}

struct big { int data[1<<10]; };

std::array<big, 100> arr;

arr get_arr();

for (auto&& b : get_arr()) {
}