c++中引用变量的内存？

Question

我刚开始从基础开始学习 Cpp，当我遇到引用变量时感到很困惑。

据我所知，引用变量就像一个别名（同一内存的另一个名称），所以在这种情况下它需要任何内存。

当我运行以下代码时：

class sample_class
{
    public:
        int num; //line1
        int& refnum = num; //line2
}

int main()
{
    sample_class sample_object;
    cout<< "sample_class object size : " << sizeof(sample_object) <<endl;
    return 0;
}

我得到的输出为：

sample_class 对象大小：8

==>这里，num 的大小是 4 字节（32 位编译器）和 refnum，因为引用只是 num 的别名。那么，为什么在这种情况下，对象的大小是8？

==>另外，如果真的 refnum 就像一个别名，那么这个信息（refnum 也持有/别名到 num 的相同内存地址的信息）何时被存储？

已编辑：

并考虑这种情况（更改sample_class 的定义）：

class sample_class
{
    public:
        char letter; //line3
        char& refletter = letter; //line4
        char letter_two; //line5
}

在这里，如果我打印sample_class 对象的对象大小，我得到它为12（尽管letter、refletter 和letter_two 的大小都等于1）。但如果我评论line 4，对象大小只是2。 这是怎么回事？？？

我有兴趣从基础开始学习，所以如果我在任何地方有错误，请纠正我

Answer 1

引用是别名，不应将其视为新变量。您无法获取其地址，也无法获取其大小。任何这样做的尝试都将获得别名对象的地址或大小。在实践中，大多数实现都像指针一样实现它们，但标准并不要求这样做。它没有提及预期大小以供参考。

发件人：http://en.cppreference.com/w/cpp/language/reference

引用不是对象；它们不一定占用存储空间，尽管如果有必要实现所需的语义，编译器可能会分配存储空间（例如，引用类型的非静态数据成员通常会将类的大小增加存储内存地址所需的数量） .

编辑：c++ 标准为实现提供了很大的余地，可以自行决定类型和类的大小，以适应每种架构的独特要求。在这种情况下，在您的班级成员之间引入了填充。 C++ 中没有要求类的大小必须等于其成员大小的总和。有关该主题的更多信息，请参阅 cppreference.com 上的 Objects and alignment。

编辑 2：关于sizeof(T&) 似乎仍然存在一些混淆。

来自http://en.cppreference.com/w/cpp/language/sizeof：

当应用于引用类型时，结果是被引用类型的大小。

表达式sizeof(T&) 被视为就像您编写了sizeof(T)。这并不意味着T& 的大小等于T 的大小。只是不能直接用sizeof得到引用的大小。

Answer 2

除了已经提供的答案，我建议阅读有关填充的材料：

Data structure padding

关于 C++ 中的类和结构的填充，这是一个很好的基本讨论，并有一些简单的例子可供考虑。

Answer 3

引用存储它引用的变量的地址（如具有更强前置/后置条件的指针）。 这意味着sizeof(T&) == sizeof(T*) == 4 在 32 位架构上。

@FrançoisAndrieux 评论T& 的实际大小：

@nefas 您声明“这意味着 sizeof(T&) == sizeof(T*) == 4 在 32 位架构上。”但是这是错误的。尝试使用更大的T。例如，sizeof(std::array<int, 10>&) 比指针大得多。你的大小是T，而不是T&。

在计算类/结构的大小时必须考虑的另一件事是结构/类的填充：结构的大小可能高于其成员大小的总和（我不会解释一下填充是如何工作的，因为我对此没有足够的了解）。