有没有“指针引用”的点？

Question

我不明白指针类型的引用是如何工作的。

1. 有什么性能差异吗？

2. 如果他们编译有任何汇编级别的差异吗？

3. 指针类型有什么引用点吗？

vector<Figure*> vFigureList;

//auto&
for(auto& pFigure : vFigureList)
{
    pFigure->draw();
    delete pFigure;
}

//auto
for(auto pFigure : vFigureList)
{
    pFigure->draw();
    delete pFigure;
}

//Figure*
for(Figure* pFigure : vFigureList)
{
    pFigure->draw();
    delete pFigure;
}

//Figure*&
for(Figure*& pFigure : vFigureList)
{
    pFigure->draw();
    delete pFigure;
}

Answer 1

1. 有指针类型的引用点吗？

当你想对它们进行修改时。例如

// when modify pointers themselves in vFigureList
for(auto& pFigure : vFigureList)
{
    delete pFigure;
    pFigure = nullptr; // modify pointers (in vFigureList) to nullptr
}

基本上和int和int&的区别是一样的。

Answer 2

引用往往以指针的形式实现，因此您的 Figure*& 本质上是一个指向指针的指针。

有什么性能差异吗？

如果编译的话，有什么汇编级别的区别吗？

在使用之前需要取消引用，但具体细节取决于实现。在您的示例中，您的编译器更有可能完全优化它并直接访问/修改向量中的值。在这种情况下，pFigure（即使是一个值）可​​能真的是一个别名，根本没有映射到任何物理变量。

指针类型有什么引用点吗？

除非您想直接修改指针本身，否则不会，正如其他答案已经指出的那样。

Answer 3

一旦编译，引用就像指针一样，它们提供了一定程度的间接性。但是它们在 C++ 中有不同的用途：

• 它们必须在定义时进行初始化，因此更安全，就像 const 指针一样。
• 无需使用&运算符的地址来声明它们指向的位置。
• 使用* 无需遵从。

有什么性能差异吗？

是的，引用会产生一定程度的指针取消引用，就像普通指针一样。

如果编译的话，有什么汇编级别的区别吗？

与普通变量相比，是的，额外的间接级别。与指针相比，不，引用和指针编译后是一样的。

指针类型有什么引用点吗？

是的，如果您需要一个指向指针的指针，但又想要引用的安全性和便利性。

这是 Compiler Explorer 上的一个示例（如果链接过期，请参见下面的相同来源）： https://godbolt.org/z/h3WzdPWa1

在没有优化的情况下编译时（不推荐，仅用于此 Compiler Explorer 示例的说明）：

• 直接访问使用三个汇编指令
• 一级间接（指针和引用）使用五个指令
• 两级间接（对指针的引用和对指针的指针）使用七条指令

这有助于说明引用实际上是底层的指针，具有相同的性能影响。

int num();
int* num_ptr();

int main() {
    int i = num();
    
    int& r = i;
    int* p = num_ptr();

    int*& pr = p;
    int** pp = &p;

    // Direct access
    i += 3;

    // One level of indirection
    r += 5;   
    *p += 7;

    // Two levels of indirection
    *pr += 11;
    **pp += 13;

    return 0;
}