從彙編的角度看C 裡的引用和指標

c++裡有引用和指標，使用過c++的應該都知道它們的異同點。本文將從彙編的角度去觀察這2者的本質。

使用也非常簡單，在左側編寫c++**，在右側就會直接顯示對應的組合語言，也可以根據需要的平台來選擇對應的編譯器

我們使用的c++**如下，比較簡單

int
main
(void
)

選擇的編譯器是x86_64 gcc-9.2，對應的彙編如下，

main:
push    rbp
mov     rbp, rsp
mov     dword ptr [rbp-20]
,10lea     rax,
[rbp-20]
mov     qword ptr [rbp-8]
, rax
mov     dword ptr [rbp-20]
,20mov     rax, qword ptr [rbp-8]
mov     dword ptr [rax],30
mov     dword ptr [rbp-24]
,40lea     rax,
[rbp-24]
mov     qword ptr [rbp-16]
, rax
mov     dword ptr [rbp-24]
,50mov     rax, qword ptr [rbp-16]
mov     dword ptr [rax],60
mov     eax,
0        pop     rbp
ret

大家對彙編可能不太熟悉，本人也是一樣，雖然以前自學過彙編（王爽的《組合語言》），但是都忘光了。因為這裡的c++程式比較簡單，所以對應的彙編也比較簡單，講解前，可以先簡單看下下面這幅x86-64通用暫存器表，

在看彙編時可以回頭看看下上面的暫存器表

1. 開頭2行

push rbp mov rbp, rsp

這裡用到了rbp暫存器，這個暫存器在上面那張表裡說是被呼叫者保護，有點懵，可以理解為資料儲存，在這裡用來存放堆疊指標。由於main函式也是乙個函式，也是被呼叫才會執行的，呼叫函式時，會先把此時的堆疊指標值壓棧，這樣當從被呼叫函式返回時可以回到呼叫函式的那個點

2. 結尾三行

mov eax, 0pop rbp

ret

這個比較簡單，就在eax裡存入返回值，然後把開頭存放的堆疊指標值出棧，然後函式返回，這樣就會返回到呼叫函式的那個點

3. 引用操作對應的彙編

mov     dword ptr [rbp-20]
,10lea     rax,
[rbp-20]
mov     qword ptr [rbp-8]
, rax
mov     dword ptr [rbp-20]
,20mov     rax, qword ptr [rbp-8]
mov     dword ptr [rax]
,30

解析：4. 指標操作對應的彙編

mov     dword ptr [rbp-24]
,40lea     rax,
[rbp-24]
mov     qword ptr [rbp-16]
, rax
mov     dword ptr [rbp-24]
,50mov     rax, qword ptr [rbp-16]
mov     dword ptr [rax]
,60

通過比較發現，指標操作對應的彙編**和引用是一樣的…

本文從彙編**上去觀察c++的引用和指標，可以看出他們最終的本質都是一樣的，只是在c++語法層面有所區別，並且應用場景也是不同的，具體可以看《c++ primer 5th》。

本來之父也和你一樣想的，有指標就夠了，一樣能實現相應的功能，沒必要再多乙個語法設施。但後來為了加運算子過載，沒有引用的話，前自增的語義就難以說明清楚，這是引入引用概念的歷史背景。後來你可以發現，線性容器所過載的下標運算子，迭代器和智慧型指標所過載的間接訪問運算子，輸入流和輸出流的鏈式呼叫，這一切都是離不開引用語義的。

拋開運算子過載的歷史因素，引用在大多數場合下完全可以視作指標的語法糖——在底層的彙編的層面講他們是一樣實現的。不過有了引用以後，確實寫**可以方便很多。比如最常見的手法就是利用引用免掉一階的指標。在 c 裡面，你要在函式中修改乙個一級指標，形參裡得宣告成二級指標，但在 c++ 裡形參宣告成一級指標的引用就可以了。別看只是降了一階，但人類的思維理解高維的概念很困難，問題降一階以後考慮問題就可以輕鬆很多。

有了引用以後，**也變得簡練。以前在 c 裡，如果要設計乙個函式處理大物件，則不得不以指標做引數，那就不得不宣告臨時變數去儲存中間結果。

matrix a, b, c; getmatrixa(&a); getmatrixb(&b); addmatrix(&a, &b, &c); printmatrix(&c);

而在 c++ 裡，則完全不需要考慮這些，完全可以以引用當引數，**又清晰，又不用擔心會拷貝而帶來效率瓶頸。

print(addmatrix(getmatrixa(), getmatrixb()));

從彙編的角度看C 裡的引用和指標

從彙編角度看引用

彙編角度看指標和引用的區別

從彙編看C 中的指標和引用

從彙編的角度看C 裡的引用和指標

從彙編角度看引用

彙編角度看指標和引用的區別

從彙編看C 中的指標和引用

相關推薦