C++语法｜引用的本质、左值引用、右值引用

本文主要是介绍C++语法｜引用的本质、左值引用、右值引用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

推荐一篇博客，讲的非常详细，本文主要从汇编角度分析了他们到底是个啥
详解 C++ 左值、右值、左值引用以及右值引用

引用的基本概念

在最基本的理解中，引用是某块内存的别名，并且下面代码也体现了如何使用引用变量来引用数组

int a = 10;
int &b = a;//定义引用变量来引用数组
int array[5] = { }; //占用空间20
int *p = array; //占用空间4
int (&refArr)[5] = array //占用20 sizeof(q)

指向10的这块内存，既可以叫a，也可以叫b。对于数组array而言，refArr就是它的别名，所以访问refArr也就是访问array。

CPU 眼里的引用和指针

引用是一种更加安全的指针，引用是必须初始化的，而指针可以不初始化，所以我们在使用引用时，是大概率安全，但是指针有可能是一个野指针，也有可能是一个null指针，需要开发者自己来保证它的正确性。

但其实，从汇编的角度来看，引用和指针做的事情是一模一样的。

int a = 10;
int *p = &a;// lea eax, [a]取a地址	mov dword ptr[p], eax将a的地址放到p的内存中
int &b = a;// lea eax, [a]取a地址	mov dword ptr[b], eax将a的地址放到b的内存中*p = 20; //mov eax.dword ptr [p]	mov dword ptr [eax], 14h
b = 30; //mov eax.dword ptr [p]	    mov dword ptr [eax], 1Eh

从本质上来说，引用和指针没有任何区别，唯一的区别就是语法规则层面:
(1)引用非常简洁，特别是在读、写的时候，不需要向指针那样加上*操作
(2)指针可以被赋为NULL: int* p = NULL，但是引用不行: int &r = NULL是错误的
(3)指针可以随时改变它所指向的变量，而引用不能随意改变它所引用的变量，否则，会被视为重新定义了一个已经存在的引用变量
(4)指针存在“指针的指针”，而引用不存在“引用的引用”

综上所述，引用最最本质的，其实就是“指针常量”，例如：int* const p = &a;

左值和右值

首先要有一个简单的概念（继承自C）：左值可以位于赋值语句的左侧，右值则不能。

在C++中，二者的区别：当一个对象被用作右值的时候，用的是对象的值(内容)；当对象被用作左值的时候，用的是对象的身份(在内存中的位置)

1.左值

这里介绍几种常见的左值：

• 赋值运算符得到的结果是左值
• 解引用运算符、下标运算符、迭代器解引用运算符等等求值结果都是左值；

// 以下的a、p、*p、b都是左值
int a = 3;
int* p = &a;
*p;
const int b = 2;

2.右值

右值也是一个表示数据的表达式，比如：字面常量、表达式返回值，传值返回函数的返回值（是传值返回，而非传引用返回），最典型的取地址符作用于一个左值运算对象，返回一个指向该运算对象的指针，这个指针是右值。

double x = 1.3, y = 3.8 
10;		//字面量
x + y;	//表达式返回值
fmin(x, y)	//传值返回函数的返回值
&x;	//解引用运算符
&y;	//解引用运算符

总结

左值是表达式的持久对象，它有明确的存储位置，而右值是临时的，通常不具有可识别的存储位置，主要用于立即操作或赋值。区分左值和右值，终究还是要看能否取地址

左值引用

左值引用就是对左值的引用，理解为给左值取别名，这里不加论述。

还需要关注的是：

1. 左值引用只能引用左值，不能直接引用右值。
2. 但是const左值引用既可以引用左值，也可以引用右值。

// 1.左值引用只能引用左值
int t = 8;
int& rt1 = t;//int& rt2 = 8;  // 编译报错，因为10是右值，不能直接引用右值// 2.但是const左值引用既可以引用左值
const int& rt3 = t;/*
int temp = 20;
temp -> rt4
*/
const int& rt4 = 8;  // 也可以引用右值
const double& r1 = x + y;
const double& r2 = fmin(x, y);

const左值引用的本质

对于该段代码来说

const int& rt4 = 20;  

从汇编上看其实就是:

mov dword ptr [ebp-48h], 14h//创建一个临时变量（在栈上），把20移动到哪个临时变量中
lea eax, [ebp-48h]			//将临时变量的值放入寄存器中
mov dword ptr [rt4], eax		//最后把寄存器中的值赋给变量c

跟右值引用没有任何区别：汇编角度理解右值引用。但是由于语法上的限制，const左值引用是不能再修改变量值的。

右值引用

右值引用有一个重要的性质——只能绑定到一个将要销毁的对象。因此，我们可以自由地将一个右值引用的资源“移动”到另一个对象中。“移动”是相对于拷贝的概念，很多时候都会发生对象拷贝，但是其中某些情况这些对象拷贝立即就被销毁了，所以我们需要移动而非拷贝对象来大幅度提升性能。

右值引用的使用

// 以下几个是对上面右值的右值引用
int&& rr1 = 10;
double&& rr2 = x + y;
double&& rr3 = fmin(x, y);

右值引用引用右值，会使右值被存储到特定的位置。
也就是说，右值引用变量其实是左值，可以对它取地址和赋值（const右值引用变量可以取地址但不可以赋值，因为 const 在起作用）。
当然，取地址是指取变量空间的地址（右值是不能取地址的）

double&& rr2 = x + y;
&rr2;
rr2 = 9.4;const double&& rr4 = x + y;
&rr4;

汇编角度理解右值引用

int &&c = 20;

在汇编中就是

mov dword ptr [ebp-20h], 14h//创建一个临时变量（在栈上），把20移动到哪个临时变量中
lea eax, [ebp-30h]			//将临时变量的值放入寄存器中
mov dword ptr [c], eax		//最后把寄存器中的值赋给变量c

这篇关于C++语法｜引用的本质、左值引用、右值引用的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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