为什么C++中不存在引用成员？

Question

为什么C++中不存在引用成员？

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在C++中，我可以选择使用函数指针或函数引用（甚至是函数值，为了完整起见）：

void call_function_pointer (void (*function)()) {
    (*function) ();
}
void call_function_reference (void (&function)()) {
    function ();
}
void call_function_value (void function()) {
    function ();
}

然而，当涉及到方法时，我似乎没有指针和引用之间的选择。

template <class T> void call_method_pointer (T* object, void (T::*method)()) {
    (object->*method) ();
}
// the following code creates a compile error
template <class T> void call_method_reference (T& object, void (T::&method)()) {
    object.method ();
}

这使我认为C++中不存在方法引用。如果是这样，那么它们不存在的原因是什么？

- eyelash

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你说得对，方法引用并不存在。C++标准没有定义这样的类型，并明确指出（在一篇非规范性说明中），当描述成员指针类型时，“C++中没有“成员引用”类型。”但我无法回答你关于它们不存在的原因的问题。 - user743382

可能是成员函数的引用？的重复。 - Etherealone

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@Tintin 是的，它确实可以（它们只是指向vtable条目的指针）。这正是指向成员运算符.*和->*的用途。问题在于为什么没有成员引用的等效物，即使对象引用和函数引用存在。即使在c.l.c++上，也有多次讨论以至于某人一旦问到“为什么”就会死路一条。我个人非常好奇其中的原理，我相信它被埋藏在某些草案评论中。 - Jason C

1

@Etherealone 出于与使用指针相同的原因，您会使用数据或函数的引用而不是指针。无论是否真正需要引用都是一个不同的争论......但至少根据1989年CFront的原始理由，引用的原始理由是（改编）“将值语义与指针效率相结合”。 OP的问题很有趣：存在对数据、对象、函数和成员的指针。存在对数据、对象和函数的引用——但是不存在对成员的引用，出于纯粹的好奇心，我想知道为什么（加上C++非常明确地省略了它）。 - Jason C

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（换句话说）问题并不是“你为什么需要这个？”或者“有没有替代方法？”，而是“为什么这些明显缺失？”这是一个学术问题，不一定是一个实际问题。 - Jason C

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Jason C · Accepted Answer

在标准中（例如N3337 - 对于这个来说不是最新的，但足够了），在8.3.3.3节的末尾有一个注释，内容如下：

[注：另请参见5.3和5.5。类型“成员指针”与类型“指针”不同，也就是说，只能通过指向成员的指针声明符语法来声明成员指针，而永远不能通过指针声明符语法来声明成员指针。C++中没有“成员引用”类型。--end note]

当然，也没有“引用成员”类型的运算符（假设最好的我能想到的是像->&和.&这样的东西，但这些与数据和函数引用的解除引用不一致，这些不需要特殊的运算符）。

为什么呢？

关于为什么; 经过有趣的历史调查并未找到任何现有记录（我一直追溯到Cfront 2.0，其中~~pointer-to-member was first supported~~--编辑：根据更可靠的文件，该功能实际上是在Cfront 1.2中首次支持的），我问了这个人本人，这里是他的回复：

日期：2014年2月22日星期六10:12:51 -0500 发件人：Bjarne Stroustrup <...> 主题：关于缺少成员引用和CFront 2.0

在2014年2月22日6:40 AM，Jason C写道： > 我的问题是：C++非常明确地禁止了“成员引用”的概念。为什么？我一直在做很多研究，我追溯了“指向成员的指针”的起源（我认为）到1989年的CFront 2.0。我阅读了产品参考手册和其他文档，希望能找到一些解释，但没有找到。

我真的不记得了。那是25年前，ARM对此保持沉默。我添加成员指针是为了消除类型系统中的一种罕见的破坏。我怀疑我没有添加成员引用，因为这似乎不值得努力：没有用例。

要说实话，我原本期望的是更加晦涩和复杂的东西。

所以，下一次有人问为什么没有成员引用，你可以自信地说：“因为没有！”（注意：请参见我的评论中的胡言乱语；仍有一些历史调查需要完成才能达到100％的信心。）

个人而言，在我的代码中从未发现过指向成员的指针的用途，但在 Stroustrup 的 The Evolution of C++: 1985-1989 中，给出了它们存在的明确理由，详见第222-223页。

顺便提一下，您调用虚拟成员函数的语法是：

object.method();

...并不是很有意义，因为在语法上无法将其与对名为method()的实际成员的调用区分开来。

如下所示，hvd提出了一个很好的观点：从上面可以看出，在语法上，没有一种一致的方式可以取消引用成员引用。您必须将其与普通成员访问区分开来，但同时您希望使其与对象和函数引用的取消引用保持一致（不需要特殊运算符），我真的想不到任何东西可以同时实现这两个目标。