很多c++初学者对于引用（reference）的的印象不外乎就是“对象的别名”、“同义词”。而引用作为c++对于c语言的重要扩充，与指针有着千丝万缕、剪不断理还乱的联系。甚至，引用在底层就是(勘误，应该改成“可能”)通过“指针”实现。
左值引用
接下来，看一个很简单的小例子：
1
2
3
4
5
6
| void test()
{
int a = 6;
int &b = a;
b = 7;
}
|
汇编后的代码节选：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
| _Z4testv:
.LFB0:
pushq %rbp
.seh_pushreg %rbp
movq %rsp, %rbp
.seh_setframe %rbp, 0
subq $16, %rsp
.seh_stackalloc 16
.seh_endprologue #以上几行是test函数栈帧的建立过程
movl $6, -12(%rbp) #保存a
leaq -12(%rbp), %rax #将a的地址存入rax寄存器
movq %rax, -8(%rbp) #保存b，存入的是a的地址
movq -8(%rbp), %rax #将b，即a的地址传入rax寄存器
movl $7, (%rax) #通过b中保存的地址对a赋值
addq $16, %rsp #从以下几行是test函数栈帧的销毁过程
popq %rbp
ret
.seh_endproc
|
可以看到，内存上b存储的其实是a的地址。
在底层，引用是通过指针来实现。引用算的上是c++的一个语法糖。
右值引用
以上的讲解都是基于c++传统的、用&表示的引用，也就是左值引用。而c++11标准还有个右值引用的概念。那右值引用也还是用指针的实现的吗？要知道，右值引用可是对于临时变量的引用，万一是存储在寄存器中的临时变量呢？要知道，寄存器内的数据可不能寻址…作为一个c++菜鸟，我对右值引用也没有很深的理解…想到这，我不禁冒冷汗，难道我的猜测错了？上面的都得重写？
吓得我赶紧试验一下…
1
2
3
4
5
| void test()
{
int a = 6;
int &&b = a+1;
}
|
汇编之后的节选：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
| _Z4testv:
.LFB0:
pushq %rbp
.seh_pushreg %rbp
movq %rsp, %rbp
.seh_setframe %rbp, 0
subq $32, %rsp
.seh_stackalloc 32
.seh_endprologue #以上是栈帧的建立过程
movl $6, -4(%rbp) #保存a
movl -4(%rbp), %eax #将a存入寄存器eax
addl $1, %eax #eax中数据+1，得到a+1
movl %eax, -20(%rbp) #保存a+1
leaq -20(%rbp), %rax #将保存的a+1的地址传入寄存器eax
movq %rax, -16(%rbp) #保存a+1的地址
addq $32, %rsp #从这以下是这个栈帧的销毁过程
popq %rbp
ret
.seh_endproc
|
可以看到，程序会先将a+1计算结果保存进栈帧，然后把a+1被保存的地址传给b。b保存的还是一个地址。
当然…我由于c++水品有限，可能这只是我错误的猜想和认识。欢迎指正我的错误所在。
2018.1.29
update：
c++标准本身没有规定引用的实现方法。因此引用可能利用指针实现，也可以被优化调(即直接操作被引用的对象)。
实际上不应该对引用的实现做任何假设。搞清楚它语义上是作为对象的别名就够了。