C++：取消引用实际上在做什么？答案

【问题标题】：C++: What is a de-reference actually doing?C++：取消引用实际上在做什么？
【发布时间】：2017-11-05 20:52:34
【问题描述】：

我正在阅读Stroustrup's 第 4 版：The C++ Programming Language。我有一个python/java 背景，所以到目前为止前 4 章都很好。

在Chapter 3我看到了：

complex& operator+=(complex z) { re+=z.re , im+=z.im; return ∗this; }

开始了一天的尝试写这个问题：

首先我发现它返回的是对对象的引用而不是副本。正如我在question 中确认的那样。

而且我能够理解将引用返回到 reference variable 与来自 question 的常规变量之间的区别

我自己做了试验

class Test {
public:

    Test():x{5}{}

    int x;

    void setX(int a) {x = a;}

    Test& operator+=(Test z) {x+=z.x; return *this;}

    // the keyword this is a pointer
    Test* getTest() {return this;}

    // but I can return the reference by *this
    Test& getTest1() {return *this;}

    // or I can return a copy
    Test getTest2() {return *this;}

};

这让我质疑为什么它被称为de-reference，所以我做了这个试验

int x = 8;
int* p = &x;
int y = *p;
int& z = *p;

x++; // let's have some fun

std::cout << y << std::endl;
std::cout << z << std::endl;

正如预期的y = 8 和z = 9，那么de-reference 如何在一种情况下返回address，而在另一种情况下返回value？更重要的是，C++ 是如何做到这一点的？

【问题讨论】：

引用可以被认为是一个自动取消引用的指针，但它根本不是一个地址。
@iksemyonov 如果不是地址或值，那是什么？
@SamHammamy 地址就是一个值。
@melpomene 内存中的地址是一个值吗？
"首先我发现它返回的是对象的地址而不是副本。" - 不，它正在返回对对象的引用。如果它返回一个地址，则返回类型为complex*。

标签： c++ reference

【解决方案1】：

这与您的 Test 类函数完全一样。

int y = *p;
int& z = *p;

y 是 p 指向的内容的副本。 z 是p 指向的引用（不是地址）。所以更改z 更改*p，反之亦然。但是更改y 对*p 没有影响。

【讨论】：

谢谢！这说明了很多。但是，如果z 不是地址，那么它到底是什么？是的，它是reference 到x，但它是如何表示的？ linux中的符号链接存储目标文件的路径
引用是它们自己的类型。引用和指针之间的区别是微妙的。一个显着的区别是指针可以为 NULL 而引用不能。有关更多详细信息，请参阅此帖子。 stackoverflow.com/questions/57483/…
@MFisherKDX IIRC 引用 supposed 永远不会为空，但在某些情况下（尽管通常是人为的）它们可以被滥用来引用空值（或者至少它是可能在一个版本的 C++ 中）。

【解决方案2】：

正如预期的 y = 8 和 z = 9，那么取消引用如何在一种情况下返回地址，而在另一种情况下返回值？更重要的是，C++ 如何做到这一点？

取消引用返回了在这两种情况下引用的实际事物。所以 C++ 没有区别。不同之处在于对取消引用的结果做了什么。

如果您执行int j = <something>;，那么某事的结果将用于初始化j。由于j 是整数，所以<something> 必须是整数值。

如果你执行int &j = <something>;，那么某些东西的结果仍然用于初始化j。但是现在j是一个整数的引用，而<something>必须是一个整数，而不仅仅是一个整数值。

所以，*this 在这两种情况下所做的都是相同的。使用值的方式不会影响该值的计算方式。但是你如何使用它确实会影响你使用它时发生的事情。并且这两段代码以不同的方式使用取消引用的对象。在一种情况下，取其值。在另一种情况下，引用绑定到它。

【讨论】：

谢谢大卫！那么这是否意味着我可以做到int &j = some_function：不是return，而是name of the function？这样我以后可以j() 吗？
@SamHammamy 不，因为函数不是对 int 的引用。由于j 是“对int 的引用”类型，所以= 右侧的东西必须是（或可转换为）对整数的引用，而不是函数。此外，对整数的引用是不可调用的。所以j() 没有意义。

【解决方案3】：

可以将指针int* p 视为指向int 类型的数据所在的地址。当您取消引用它时，系统会检索该内存地址的值（该地址是p 本身的实际值）。在int y = *p; 的情况下，您将int 值的副本作为locator value y 放在堆栈上。

另一方面，在*p = 13; 的左侧取消引用意味着您正在将int 值*p 存储在由p 的值表示的内存地址处替换为右侧-手边值13。

int& z = *p; 中的引用左值 int& z不是由 p 指向的 int 值的副本，而是对特定位置的左侧引用*p 返回的内存地址（即p 本身持有的实际值）。

这在您设计的情况下并没有太大的区别，但是例如给定一个具有Foo::incrementCount() 值的Foo 类，

Foo* p = new Foo();
p->incrementCount();

Foo& ref = *p;
ref.incrementCount();

同一个实例的同一个方法会被调用两次。相反，Foo foo = *p 实际上会复制整个Foo 实例，在堆栈上创建一个单独的副本。因此，调用foo.incrementValue() 不会影响p 仍指向的单独对象。

【讨论】：