使用条件if else运算符初始化引用变量

Question

以下C++代码是无效的，因为引用变量需要初始化器：

int& a; // illegal
if (isfive) {
  a = 5;
} else {
  a = 4;
}

然而，MSVC似乎认为这是可以的：

int& a = isfive ? 5 : 4;

根据我的理解，MSVC 实际上将条件运算符视为一个单独的表达式，而不是将其展开为 if-else 语句。

在 C++ 中，使用条件运算符初始化引用是否总是有效的？

- Kai

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我很好奇如果你尝试在汇编级别进行比较会发生什么... - 0x1F602

你如何在汇编级别比较编译后的代码和未编译的代码？ - Michael Krelin - hacker

@MichaelKrelin：不幸的是，在Visual C++中，这种非法代码是被接受的。（第二种形式）。 - Ben Voigt

所以我们现在有一些无法编译的代码，还有更多无法编译的代码，我同意很难比较它们的汇编结果。 - Ben Voigt

@krynr，你是指第二个吗？引用是临时的，我想。我不知道它有多短暂...其实我认为OP并不是指两个常量，他可能在谈论条件语句，并且给出了一个不幸的例子。 - Michael Krelin - hacker

Answer 1

三元运算符不会扩展为if-else结构（至少在语言层面上不会，虽然实现可能会生成等效的二进制代码）。因此，以下代码是有效的：

int four = 4, five = 5;
int& r = condition? four : five;

问题中的原始示例依赖于微软的扩展，它（不正确地）允许将非const引用绑定到rvalue表达式。

- David Rodríguez - dribeas

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喜欢它。不确定为什么我没想到这个。我写了一个函数等等。 - Pavithran Ravichandiran

Answer 2

MSVC有一个非标准的“扩展功能”，意思是它允许错误的代码，这是被禁止的很好的理由。

请注意：

int& a = 5;

在标准C++中，这也是不合法的。

但是通常情况下，使用任何可以转换为正确类型的表达式（包括使用条件运算符）都可以用于初始化const引用。此外，当某些条件满足时，使用正确类型的左值初始化非const引用，这也是合法的。

- Ben Voigt

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哇，你知道吗，问这个问题解决了我甚至不知道自己有的问题。谢谢！ - Kai

Answer 3

你发布的代码无法在VC++ 2010中编译：

错误 1 错误 C2440: 'initializing' : 无法将'int'转换为'int &'

将该行改为：

const int& a = isfive ? 5 : 4; 

使其编译。

- Nemanja Trifunovic

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我假设你正在使用/Za（禁用语言扩展）选项？ - Ben Voigt

@BenVoigt：不是的。看起来问题已经解决了：http://technet.microsoft.com/en-us/query/szywdw8k - Nemanja Trifunovic

我想知道为什么这个在TechNet上而不是MSDN上。还有一些相关的bug，但很高兴看到最典型的情况已经被修复了。 - Ben Voigt

Answer 4

条件运算符是一个表达式，而不是语句。像这样初始化引用非常正常。这有点像通过调用函数初始化引用。

请注意，如果将引用绑定到临时对象，则需要将其声明为const（这是MSVC++愚蠢地忽略的规则）。

- Seth Carnegie

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如果我们忽略不能将非const引用绑定到rvalue的事实，那么像这样初始化引用是完全可以的（即const int& r = isfive? 4 : 5;是可以的，但int& r = isfive? 4 : 5;不行）。 - David Rodríguez - dribeas

@DavidRodríguez-dribeas 是的，我一段时间前添加了一条关于这个的注释。 - Seth Carnegie

Answer 5

这不行

int& a = isfive ? 5 : 4;

除非您将引用“a”声明为const。

- Dmitriy Kachko

Answer 6

指针+引用技术

感觉这是C++语言的一个限制，可以通过引入新的语言特性来克服。

在那之前，我认为最有效的选择（除非您在if else中执行的操作不仅仅是设置引用，在这种情况下，您可以使用三元运算符?）是使用指针，然后将引用设置为指针，以避免在稍后每次使用变量时进行多个解引用：

main.cpp

#include <iostream>

int main(int argc, char **argv) {
    (void)argv;
    int x = 1;
    int y = 2;
    int *ptr;
    if (argc > 1) {
        ptr = &x;
    } else {
        ptr = &y;
    }
    // One pointer dereference here, I don't see how to get rid of this.
    int &z = *ptr;
    // No pointer dereference on any of the below usages.
    z = 3;
    std::cout << x << std::endl;
    std::cout << y << std::endl;
    std::cout << z << std::endl;
}

编译：

g++ -ggdb3 -O0 -std=c++11 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.cpp

运行：

./main.out

输出：

1
3
3

再次运行：

./main.out a

输出：

3
2
3

如果在编译时已知 if 条件，你当然可以使用预处理器或者更好的 C++17 的 if constexpr：

相关链接：C++ 中如何在编译时进行 if / else 判断？

相关链接：如何先声明引用再进行初始化？

- Ciro Santilli OurBigBook.com

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你可以通过lambda表达式来避免指针/解引用的使用：auto& ref = [&]() -> int& { if (cond) return x; return y;}(); - Quest

Answer 7

它是运算符，表达式的一部分，而不是语句。即使只是短暂的时间，你也不能让引用未初始化 ;-)

- Michael Krelin - hacker