const引用的地址是否可能与所引用对象的地址不同？

Question

我遇到了与以下代码等效的问题：

const auto &const_reference = some_object;
assert(&const_reference == &some_object);

当我使用g++ -O3标志编译它时，它无法通过断言。当没有优化编译时，断言被通过。

据我所知，即使我的项目中存在未定义行为，这种情况也不应该发生。

在何种情况下，引用的此类行为是可以预期的？

编辑：实际代码链接：https://github.com/Gray0Ed/ggp_thesis/blob/67606021020546b315ad63b7fd5c2203f3e0086f/rule_engine/aligner.cpp#L177 - 项目有点混乱，并不真正准备好公开展示，但如果你好奇，请随意查看。

编辑2：如RustyX指出，原始代码与我上面给出的“等效”代码不同，请查看他的答案以了解详细信息。

- Gray0Ed

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由于“const_reference”和“some_object”引用相同对象，因此等式始终应该成立。这很可能是未定义行为的症状，但无法猜测原因。（唯一的其他可能性是编译器错误，但这不太可能。）请先发布一些实际代码，而不是“等效”的代码。 - molbdnilo

什么版本的gcc？这可能是编译器的一个bug，我的gcc认为即使使用-O3也没问题。 - Elijan9

你是否重载了 operator & 运算符？ - Jarod42

如果你在其他地方有未定义的行为，一切皆有可能。 - Jarod42

该对象是否继承自另一个类？ 您是否执行强制类型转换，因为这可能会导致对象的不同地址... - Jonathan

另一种可能性是：some_object 突然引用了另一个对象，因为它在另一个作用域中被重新定义了。例如：int i; int& ri = i; { int i; assert (&i != &ri); } - MSalters

Answer 1

这段代码永远有效：

    const auto &const_reference = some_object;
    assert(&const_reference == &some_object);

实际上无法正常工作的代码实际上是这样的：

    const auto &oc = ai->var_infos[var_id].occurences[0];
    assert(&oc == &ai->var_infos[var_id].occurences[0]);

由于您过载了operator[]，所以它无法正常工作：

请查看MyArrays.hpp：

T operator[](size_t i) const {
    assert(size >= 0);
    assert(i < size && i >= 0);
    return items[i];
}

每次调用它时，都会返回一个副本。

应该改为：

const T& operator[](size_t i) const {
    assert(size >= 0);
    assert(i < size && i >= 0);
    return items[i];
}

- rustyx

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特别是第一个 [] 会进行复制，因为 ai 是指向 const 的指针，然后第二个 [] 在非 const 临时副本上调用，返回到该副本的引用，导致一团糟。 - T.C.

哇，非常感谢你RustyX，当然你是对的。我给了你部分错误的信息，你仍然成功解决了问题。我真是太不好意思了。 - Gray0Ed

@RustyX，你有没有想法为什么这个表达式&ai->var_infos[var_id].occurences[0]没有产生“error: lvalue required as unary ‘&’ operand”错误？ - krdln