带有文字初始化的c++对const的引用

C++ reference to const with literal initialization

本文关键字：const 引用 c++ 文字 初始化      更新时间：2023-10-16

我对c++进行了更深入的研究，遇到了一个用字面量初始化的const引用。例如

const int &r {100};

它绝对有效，但我想知道编译器用这种定义做什么。是否有一个真正的对象在内存中创建保存值100?或者在编译过程中，每次出现r都简单地用100替换?这是我的猜测，因为初始化值既不能更改，也不能在运行时引用，所以为什么要把它保存在内存中呢?

此处:

const int &r {100};

正在创建临时int，并绑定r。引用const将延长与它绑定的临时对象的生存期。

在以下情况下更有用:

void foo (const std::string& s) {}    
foo("test"); // here temporary std::string is created and later on bound to `s`

理论上("抽象机器")，文字是作为临时对象创建的，然后将引用绑定到它，从而延长了它的使用寿命。

在实践中，编译器被允许改变这个，只要它产生相同的"可观察行为"。所以编译器没有在内存中保存变量。

您可以通过比较g++ -O0 -g与g++ -O3 -g的输出并反汇编代码来看到这一点。

短程序:

int main() {
    const int &r {100};
    return r;
}

在没有优化的情况下编译为:

0x00000000004005a8 <+0>: push   %rbp 
0x00000000004005a9 <+1>: mov    %rsp,%rbp 
0x00000000004005ac <+4>: mov    $0x64,%eax 
0x00000000004005b1 <+9>: mov    %eax,-0xc(%rbp) 
0x00000000004005b4 <+12>:    lea    -0xc(%rbp),%rax 
0x00000000004005b8 <+16>:    mov    %rax,-0x8(%rbp) 
0x00000000004005bc <+20>:    mov    -0x8(%rbp),%rax 
0x00000000004005c0 <+24>:    mov    (%rax),%eax 
0x00000000004005c2 <+26>:    pop    %rbp 
0x00000000004005c3 <+27>:    retq

与完全优化相比，在内存中显然没有引用(即r只是被字面量100替换):

0x00000000004005b0 <+0>:    mov    $0x64,%eax
0x00000000004005b5 <+5>:    retq

形式上，这将生成一个对象，该对象随后绑定到引用，并且与引用的存在时间一样长。

在某些情况下必须提供对象。考虑这样一种情况:您声明了两个函数，在单独的翻译单元中定义，如下所示:

void foo(int const*);
bool bar(int const*);

现在你做下面的操作:

int main()
{
  const int& r{100};
  foo(&r);
  return bar(&r);
}

编译器不仅要传递一个指向此处具有正确值的对象的指针，还必须传递一个指向同一个对象的指针，因为它不知道另一个翻译单元(可能还没有编写)的实现，例如:

namespace
{
  int const* ptr;
}
void foo(int const* p)
{
  ptr = p;
}
bool bar(int const* p)
{
  return p == ptr && *p = 100;
}

如果在这种情况下，编译器没有创建一个实际的int对象，其值为100，绑定到r，那么结果将是不正确的。

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