关于引用与指针，引用的实现_引用指针实现-优快云博客

对引用的理解首先是根据《C++ primre》第五版中的解释，其次是我个人根据网上的资料，对C++实现引用本质的理解。下面分为两部分，首先理解引用体现出来的性质，其次是关于引用的具体实现。

1.引用具体表现行为

a.引用的定义：“引用为对象起了另外一个名字，引用类型将引用另外一种类型” —— 《C++ primer》5

也就是说引用本身不是一个对象，而是其初始值的一个别名。

b.引用的行为：

1）程序将引用与其初始值进行绑定，而不是将初始值拷贝到引用

2）一旦初始化完成，引用将与其初始值一直绑定在一起，不能改变

3）引用必须在定义时初始化，因为一旦初始化完成，将不能改变

4）引用只能绑定到对象上，不能绑定到字面值常量或表达式的计算结果上

5）由于引用不是对象，因此不能定义引用的引用，也不能定义引用的指针

c.引用与指针的区别：

1）引用不是一个对象，而指针是对象

2）引用必须在定义时初始化，而指针可以不用，使得指针的可以被赋值和拷贝，而引用不可以

2.引用的实现

在一篇很好的博文中看到，认为引用是一个const 的指针，且对该指针的操作都会被编译器使用其解引用来替换，而引用对象本身是占内存的，只是体现得好像它仅仅是一个别名，但不存在内存空间一般。

具体如下代码分析：

int i = 1;
int &j = i;
cout << i << " " << j << endl;  // 1 1
cout << &i << " " << &j << endl; //eg: 0x88888888 0x88888888

经过编译器进行替换后，上述操作变为：

int i = 1;
int *const j = &i;
cout << i << " " << *j << endl;  // 1 1
cout << &i << " " << &*j << endl; //eg: 0x88888888 0x88888888

因此，就不难理解为什么对引用对象进行操作会出现上述的情况，且分析以下引用的各项要求与 T* const 之间的关系：

1）程序将引用与其初始值进行绑定，而不是将初始值拷贝到引用 —— 将对象的地址放入引用对象中，并没有产生拷贝

2）一旦初始化完成，引用将与其初始值一直绑定在一起，不能改变 —— T * const 对象的值不能改变

3）引用必须在定义时初始化，因为一旦初始化完成，将不能改变 —— const 对象的值必须在初始化时定义

4）引用只能绑定到对象上，不能绑定到字面值常量或表达式的计算结果上 —— 字面值常量可看作临时对象，将指针指向临时对象不安全

5）由于引用不是对象，因此不能定义引用的引用，也不能定义引用的指针 —— 若允许引用的引用，则对引用的一次解引用将不能获取真实想绑定对象的值，不符合引用想要体现的特性，分析代码如下：

int i = 1;
int * const p = &i;             // int & p = i;
int *const *const pp = &p;     // int & pp = p;
cout << *p << *pp << endl;   
//希望的输出结果：
cout << i << i << endl; //希望均是绑定到 i

//事实上输出结果等效于：
cout << i << p << endl; //输出与预想不符

验证：引用是一个对象，其本身是占用空间的，如下代码：

struct ref
{
     int & i;
};

int main()
{
    cout << sizeof(ref) << endl;  //输出4
}

可以看出引用并不单单是一个别名，而是占用内存空间的。个人理解引用是一个 const 类型的指针（注意：不是指向const 对象的指针）。

可以参见一个翻译得很好的博客：点击打开链接