如何更改c++引用所引用的变量?

How can I change the variable to which a C++ reference refers?

本文关键字:引用 变量 c++ 何更改      更新时间:2023-10-16

如果我有这个:

int a = 2;
int b = 4;
int &ref = a;

在这段代码之后如何使ref引用b ?

这是不可能的,这是设计的。引用不能反弹

在c++ 11中有一个新的(ish) std::reference_wrapper

#include <functional>
int main() {
  int a = 2;
  int b = 4;
  auto ref = std::ref(a);
  //std::reference_wrapper<int> ref = std::ref(a); <- Or with the type specified
  ref = std::ref(b);
}

这对于在容器中存储引用也很有用。

你不能重新分配引用,但如果你正在寻找能够提供类似功能的东西,你可以做一个指针代替。

int a = 2;
int b = 4;
int* ptr = &a;  //ptr points to memory location of a.
ptr = &b;       //ptr points to memory location of b now.

您可以使用 

获取或设置指针内的值:
*ptr = 5;     //set
int c = *ptr; //get

不能重新分配引用。

从形式上讲,这是不可能的,因为这是设计所禁止的。实际上,如果你想破解它,这是可能的。

A引用是以指针的形式存储的,所以只要你知道如何得到它的地址,你就可以随时改变它指向的位置。类似地,当无法访问const变量、const成员变量甚至私有成员变量时,也可以更改const变量的值。

例如,下面的代码改变了类A的const私有成员引用:
#include <iostream>
using namespace std;
class A{
private:
    const int &i1;
public:
    A(int &a):i1(a){}
    int geti(){return i1;}
    int *getip(){return (int*)&i1;}
};
int main(int argc, char *argv[]){
    int i=5, j=10;
    A a(i);
    cout << "before change:" << endl;
    cout << "&a.i1=" << a.getip() << " &i=" << &i << " &j="<< &j << endl;
    cout << "i=" << i << " j=" <<j<< " a.i1=" << a.geti() << endl;
    i=6; cout << "setting i to 6" << endl;
    cout << "i=" << i << " j=" <<j<< " a.i1=" << a.geti() << endl;
    *(int**)&a = &j; // the key step that changes A's member reference
    cout << endl << "after change:" << endl;
    cout << "&a.i1=" << a.getip() << " &i=" << &i << " &j="<< &j << endl;
    cout << "i=" << i << " j=" <<j<< " a.i1=" << a.geti() << endl;
    j=11; cout << "setting j to 11" << endl;
    cout << "i=" << i << " j=" <<j<< " a.i1=" << a.geti() << endl;
    return  0;
}

程序输出:

before change:
&a.i1=0x7fff1b624140 &i=0x7fff1b624140 &j=0x7fff1b624150
i=5 j=10 a.i1=5
setting i to 6
i=6 j=10 a.i1=6
after change:
&a.i1=0x7fff1b624150 &i=0x7fff1b624140 &j=0x7fff1b624150
i=6 j=10 a.i1=10
setting j to 11
i=6 j=11 a.i1=11

可以看到a。I1 最初指向i,修改后指向j

然而,这样做被认为是危险的,因此不推荐,因为它违背了引用的原始目的。reference在C/c++语言中的设计目的是禁止在编程层面对其内容进行修改。因此,如果最终需要更改其值,则应该考虑将该变量定义为指针。此外,这里提出的解决方案是假设引用是作为指针实现的(这在大多数编译器实现中是正确的,但不是全部)。因此,当底层实现不是指针时,它将不起作用(在这种情况下,它将导致程序崩溃)。

这不是你想要的方式。c++不允许重新绑定引用指向的对象。

但是,如果你想使用技巧,你几乎可以用一个新的作用域来模拟它(永远不要在实际程序中这样做):

int a = 2;
int b = 4;
int &ref = a;
{
    int& ref = b; // Shadows the original ref so everything inside this { } refers to `ref` as `b` now.
}

您可以使用new:

位置很容易地创建一个引用包装器
template< class T >
class RefWrapper
{
public:
    RefWrapper( T& v ) : m_v( v ){}
    operator T&(){ return m_v; }
    T& operator=( const T& a ){ m_v = a; return m_v;}
    //...... //
    void remap( T& v )
    {
        //re-map  reference
        new (this) RefWrapper(v);
    }
private:
    T& m_v;
};

 int32 a = 0;
 int32 b = 0;
 RefWrapper< int > r( a );
 r = 1; // a = 1 now
 r.remap( b );
 r = 2; // b = 2 now

这是可能的。因为在底层,引用是一个指针。下面的代码将打印"hello world"

#include "stdlib.h"
#include "stdio.h"
#include <string>
using namespace std;
class ReferenceChange
{
public:
    size_t otherVariable;
    string& ref;
    ReferenceChange() : ref(*((string*)NULL)) {}
    void setRef(string& str) {
        *(&this->otherVariable + 1) = (size_t)&str;
    }
};
void main()
{
    string a("hello");
    string b("world");
    ReferenceChange rc;
    rc.setRef(a);
    printf("%s ", rc.ref.c_str());
    rc.setRef(b);
    printf("%sn", rc.ref.c_str());
}

这是不可能的,正如其他答案所述。

但是,如果您将引用存储在classstruct中,则可以使用placement new重新创建整个内容,因此引用被重新绑定。正如@HolyBlackCat所指出的,不要忘记使用std::launder来访问重新创建的对象或使用从位置new返回的指针。考虑我的例子:

#include <iostream>
struct A {
    A(int& ref) : ref(ref) {}
    // A reference stored as a field
    int& ref;    
};
int main() {
  int a = 42;
  int b = 43;
  // When instance is created, the reference is bound to a
  A ref_container(a);
  std::cout << 
    "&ref_container.ref = " << &ref_container.ref << std::endl <<
    "&a = " << &a << std::endl << std::endl;
  // Re-create the instance, and bind the reference to b
  A* new_ref_container = new(&ref_container) A(b);
  std::cout <<
    // &ref_container and new_ref_container are the same pointers
    "&ref_container = " << &ref_container << std::endl <<
    "new_ref_container = " << new_ref_container << std::endl <<
    "&new_ref_container.ref = " << &new_ref_container->ref << std::endl <<
    "&b = " << &b << std::endl << std::endl;
  return 0;
}

输出为:

&ref_container.ref = 0x7ffdcb5f8c44
&a = 0x7ffdcb5f8c44
&ref_container = 0x7ffdcb5f8c38
new_ref_container = 0x7ffdcb5f8c38
&new_ref_container.ref = 0x7ffdcb5f8c40
&b = 0x7ffdcb5f8c40

虽然这是一个坏主意,因为它违背了使用引用的目的,但可以直接更改引用

const_cast< int& >(ref)=b;