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C++引用的實質

在看這篇文章之前,請你先要明白一點:那就是C++為我們所提供的各種存取控制僅僅是在編譯階段給我們的限制,也就是說是編譯器確保了你在完成任務之前的正確行為,如果你的行為不正確,那麼你休想構造出任何可執行程序來。但如果真正到了產生可執行代碼階段,無論是c,c++,還是pascal,大家都一樣,你認為c和c++編譯器產生的機器代碼會有所不同嗎,你認為c++產生的機器代碼會有訪問限制嗎?那麼你錯了。什麼const,private,統統沒有(const變量或許會放入只讀數據段),它不會再給你任何的限制,你可以利用一切內存修改工具或者是自己寫一個程序對某一進程空間的某一變量進行修改,不管它在你的印象中是private,還是public,對於此時的你來說都一樣,想怎樣便怎樣。另外,你也不要為c++所提供的什麼晚期捆綁等機制大呼神奇,它也僅僅是在所產生的代碼中多加了幾條而已,它遠沒有你想象的那麼智能,所有的工作都是編譯器幫你完成,真正到了執行的時候,計算機會完全按照編譯器產生的代碼一絲不苟的執行。你明白我在說什麼嗎?對了,如果你從前接觸過匯編,只要你反匯編一段c++代碼,你就會說:原來是這麼回事呀,c++只不過是把我們的問題進行了更高層次的抽象,但只要你解開面紗,回到問題的本源,一切都將變得不再神秘……

(以下的反匯編代碼均來自visial c++ 7.0)

C++ 設計新思維》 下載見 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-07/104850.htm

C++ Primer Plus 第6版 中文版 清晰有書簽PDF+源代碼 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101227.htm

讀C++ Primer 之構造函數陷阱 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40176.htm

讀C++ Primer 之智能指針 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40177.htm

讀C++ Primer 之句柄類 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-08/40175.htm

將C語言梳理一下,分布在以下10個章節中:

  1. Linux-C成長之路(一):Linux下C編程概要 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242.htm
  2. Linux-C成長之路(二):基本數據類型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p2.htm
  3. Linux-C成長之路(三):基本IO函數操作 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p3.htm
  4. Linux-C成長之路(四):運算符 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p4.htm
  5. Linux-C成長之路(五):控制流 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p5.htm
  6. Linux-C成長之路(六):函數要義 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p6.htm
  7. Linux-C成長之路(七):數組與指針 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p7.htm
  8. Linux-C成長之路(八):存儲類,動態內存 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p8.htm
  9. Linux-C成長之路(九):復合數據類型 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-05/101242p9.htm
  10. Linux-C成長之路(十):其他高級議題

一.讓我們從變量開始-----並非你想象的那麼簡單

變量是什麼,變量就是一個在程序執行過程中可以改變的量。換一個角度,變量是一塊內存區域的名字,它就代表這塊內存區域,當我們對變量進行修改的時候,會引起內存區域中內容的改變。但是你若是學習過匯編或是計算機組成原理,那麼你就會清楚對於一塊內存區域來說,根本就不存在什麼名字,它所僅有的標志就是他的地址,因此我們若想修改一塊內存區域的內容,只有知道他的地址方能實現。看來所謂的變量一說只不過是編譯器給我們進行的一種抽象,讓我們不必去了解更多的細節,降低我們的思維跨度而已。例如下面這條語句:

int a=10;

按照我們的思維習慣來講,就是“存在一個變量a,它的值是10”,一切都顯得那麼的自然。我們不必去在乎什麼所謂的地址以及其他的一些細節。然而在這條語句的底層實現中,a已經不能算是一個變量了,它僅僅是一個標記,代表一個地址的標記:

mov dword ptr[a],0Ah;

怎麼樣,這條語句不像上面那條易於接受吧,因為它需要了解更多的細節,你幾乎不能得到編譯器的任何幫助,一切思維上的跨越必須由你自己完成。這條語句應該解釋為“把10寫入以a為地址的內存區域”。你說什麼?a有些像指針?對,的確像,但還不是,只不過他們的過程似乎是類似的。這裡所說的跨越實際上就是從一個現實問題到具體地址以及內存區域的跨越。

二.引用:你可以擁有引用,但編譯器僅擁有指針(地址)

看過了第一條,你一定對編譯器的工作有了一定的了解,實際上編譯器就是程序員與底層之間的一個轉換層,它把一個高級語言代碼轉換為低級語言代碼,一個編譯器完成的轉換跨度越大,那麼它也就會越復雜,因為程序員的工作都由他代為完成了。C++編譯器必然比匯編編譯器復雜就是這個道理。如果我問你引用和指針是一樣的嗎?你或許會說當然不一樣了,指針容易產生不安全的因素,引用卻不會,真的不會嗎?我們來看下面這段代碼:

int *e=new int(10);
int &f=*e;
delete e;
f=30;

你認為上面這段代碼怎麼樣,我感覺就不很安全,它和指針有相同的隱患。因為它所引用的內存區域就不合法。

我個人認為,所謂的引用其實就是一種指針,只不過二者的接口並不相同,引用的接口有一定的限制。指針可以一對多,而引用卻只能一對一,即&refer不能被改變,但卻並不能說一對一就是安全的,只不過危險的系數降低罷了。引用比指針更容易控制。

更多詳情見請繼續閱讀下一頁的精彩內容: http://www.linuxidc.com/Linux/2014-10/108439p2.htm

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