《C++ Primer》学习笔记——C++引用

1. 引用是object的别名，它自己本身不是object，而指针变量则是一个object。

2. 引用必须初始化，因为它一旦绑定一个object以后，就不可再与其他object重新绑定了，如下面这个程序：

// ref.cpp
int main(void)
{
    int ival1 = 4;
    int ival2 = 5;
    int &rval1 = ival1;
    int &rval2 = ival2;
    rval1 = rval2;
    return 0;
}

编译程序：

$ g++ -g ref.cpp

使用gdb调试运行出来的程序，设置断点在return前：

(gdb) p &ival1
$1 = (int *) 0x7fffffffe1d8
(gdb) p &ival2
$2 = (int *) 0x7fffffffe1dc
(gdb) p rval1
$3 = (int &) @0x7fffffffe1d8: 5
(gdb) p rval2
$4 = (int &) @0x7fffffffe1dc: 5
(gdb) p ival1
$1 = 5

可以看到执行 rval1 = rval2 以后，引用 rval1 并不像指针一样，改为指向变量 ival2，自始至终都是和 ival1 的地址相同（都是0x7fffffffe1d8，指针变量则会有自己独立的地址），而且这带来的另外一个效果是 ival1 被赋值5。这就是引用“object别名”的意义所在，修改引用，就是修改被其引用的变量。

3. 除了两种特殊情况以外，引用必须和被引用的对象类型完全一致，下面的程序编译时会报错：

int main(void)
{
    int ival = 4;
    double &rval = ival;    // 错误：类型不匹配
    return 0;
}

4. 两种特殊情况的第一种涉及到const：

我们可以对具有const属性的引用，使用任意一个，能够转成被其引用变量类型的表达式，来初始化这个引用（we can initialize a  reference to const from any expression that can be converted to the type of the reference）

对于第3点的例子，原本因为类型不匹配造成的编译错误，只要在double前加上const，

int main(void)
{
    int ival = 4;
    const double &rval = ival;
    return 0;
}

就不会有编译错误出现。

为什么会这样，调试这段程序，同样在return前加断点：

(gdb) p ival
$3 = 4
(gdb) p &ival
$1 = (int *) 0x7fffffffe1dc
(gdb) p rval
$4 = (const double &) @0x7fffffffe1c8: 4

可以看到虽然 ival 和 rval 的值都是4，但是地址却不一样！这与最初的引用就是object的别名似乎有冲突！其实不是这样，《C++ Primer》给出解释（原文是double转int）：编译器为了保证引用的对象和引用本身是同一种类型，会将中间那行代码转换为如下的效果：

const double temp  = ival;
const double &rval = temp;

所以rval实际上引用的是一个无名的临时变量（temporary object），这个object有自己的地址空间，但是没法通过变量名来索引。