为什么引用会占用内存？

问题描述

看起来，引用只是一个别名，但是，例如，向 struct 添加引用字段会增加结构的大小，即使在声明时初始化引用作为相同结构的另一个字段的别名。

例如：

#include <iostream>

using namespace std;

int
main(int,char **)
{
    struct {
        int integers[2];
    } first;
    struct {
        int integers[2];
        int &one = integers[0];
        int &two = integers[1];
    } second;

    cout << sizeof first << " " << sizeof first.integers << " " <<
        sizeof second << " " << endl;

    return 0;
};

上面的程序在此处打印：8 8 24。我理解的前两个数字，第三个——不。为什么添加这样的引用很重要——内存中存储了什么，在编译时无法解析？与指针不同，一旦声明，引用无论如何都不能按设计更改，对吗？那么为什么要存储它们？

解决方法

这个答案提到对象很可能会被优化掉，但是调用 sizeof 可以强制它们不被优化，因为删除它们将是结构大小的“可观察”变化：>

https://stackoverflow.com/a/55060982

,

即使按照您的方式定义了 first 和 second 结构，我认为，这些引用成员也无法优化掉（如果我们不是在谈论您编写的特定程序，而是在使用这些结构的一般情况）。例如，假设在代码中的某个时刻，您将决定创建 second 结构的实例，但以不同的方式初始化引用成员，甚至可能以动态方式，在编译时未知。考虑以下用法：

#include <iostream>

int main()
{
    struct
    {
        int integers[2];
    } first;

    struct
    {
        int integers[2];
        int &one = integers[0];
        int &two = integers[1];
    } second;

    int user_choice{ 0 };
    std::cin >> user_choice;

    int i{ 56 },j{ 78 };
    decltype(second) third{ {12,34},i,(user_choice < 42) ? i : j };

    std::cout << third.integers[0] << ' ' << third.integers[1] << ' '
        << third.one << ' ' << third.two << '\n';
}

在上面的程序中，编译器根本无法事先知道，third.two 将引用 i 还是 j：这取决于用户在运行时输入的数字（例如，通过输入 7 而不是 100 在 https://godbolt.org/z/43bM1o 尝试）。