指向成员的引用指针是否合法？

Question

指向成员的引用指针是否合法？

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假设有这样一个情况：

// This is all valid in C++11.
struct Foo {
    int i = 42;
    int& j = i;
};

// Let's take a pointer to the member "j".
auto b = &Foo::j; // Compiler is not happy here
// Note that if I tried to get a pointer to member "i", it would work, as expected.
Foo f;
std::cout << f.*b; // Try using the pointer to member

编译器报错说我不能取成员的地址，因为它是一个引用。确切地说：

语义问题：无法形成指向引用类型“int&”的成员“j”的指针

我知道这样做似乎毫无意义，但我只是想知道为什么不能这样做。

为什么这是不可能的？

- fronsacqc

@SethCarnegie：我是说Foo，抱歉。 :) - fronsacqc

@PrasoonSaurav b 是一个成员指针，而不是成员。注意到了 .* 吗？ - fronsacqc

1

@Doug：这就是问题所在。为什么这不是有效的C++代码？ - Benjamin Lindley

你可以始终使用引用包装器。你可以创建指向它们的指针。 - Pubby

4个回答

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C++11标准：

§8.3.3 p3 [dcl.mptr]
成员指针不得指向类的静态成员（9.4）、引用类型的成员或“cv void”。

此外，在一般情况下：

§8.3.1 p4 [dcl.ptr]
[注：没有指向引用的指针；参见8.3.2。[...] —end note]

§8.3.2 p5 [dcl.ref]
不允许存在对引用的引用，不允许有数组存储引用，也不允许有指向引用的指针。

- Xeo

1

我想知道为什么标准反对它。我很想知道原因。 - fronsacqc

@fronsacqc：那么，你将不得不发送标准委员会的邮件列表comp.lang.c++.moderated，或者希望Howard Hinnant（委员会成员在SO上漫游）回答这个问题。 - Xeo

3

因为指针指向对象，但引用不是对象。 - fredoverflow

@Fred：好观点，等我下班回来后，我会编辑这个答案，包括支持标准引号的内容。至少应该是可行的。 :) - Xeo

7

成员指针（与简单指向成员的指针相对）只是指向结构体中的一个偏移量，根本就不是指针。你只能在结构体本身（或指向结构体的指针）的帮助下获取数据：将偏移量的值加到结构体的地址上，并解引用以产生成员的值。

现在假设成员是一个引用，因此通过它访问数据已经需要解引用（编译器会向我们隐藏此过程，但它需要在输出中输出相应的指令）。如果C++允许成员指针指向引用，它们将成为另一种类型：需要将偏移量添加到基础地址，然后再进行两次解引用。这样做多余且复杂，禁止它是更好的出路。

- Sergey Kalinichenko

@R.MartinhoFernandes 嗯，那是成员函数指针。数据成员的指针要简单得多，因为数据成员不能是虚拟的。 - Sergey Kalinichenko

谢谢，这是我迄今为止得到的最佳答案。它解释了为什么不支持该功能，因此我并不是期望它能正常工作的疯子。这只意味着它不被支持。 - fronsacqc

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@fronsacqc 当然可以实现这个功能，只要你将其嵌入到某种有意义的语义中。不幸的是，对于像这样的晦涩功能，这样做属于问题领域，而不是解决方案。幸运的是，标准化委员会中的某些人早就认识到了它的问题，并在它成为问题之前禁止了该功能。 - Sergey Kalinichenko

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允许您创建指向引用的指针并不会给您带来任何表达能力。您无法使用这种“野兽”做任何您不能轻松使用引用或指针完成的事情。您从中得到的只是增加了复杂性。

而且，为了与禁止指向引用的规则保持一致，并且因为它增加了更多的复杂性，所以不允许创建指向成员的指针。语言设计者可能认为，从中获得的小收益不值得。

这完全只是我的个人意见。

- R. Martinho Fernandes

你不能同时声称它不给你任何表现力，但又声称指向引用成员的指针只有“少量”收益。如果B是有用的，而A允许B，则A在某些方面也必须是有用的。 - Eric

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可以查看英文原文，
原文链接

- Puppy · Accepted Answer

这是不可能的，因为你无法获取引用的指针- 没有任何例外。

如果您可以获取一个成员指针来引用，这将与堆栈上引用的行为不一致。C++的态度是引用不存在。因此，您永远不能形成对它们的指针。

例如，&f::a必须与&f::b不同。通过对&f::b进行取消引用，您实际上正在获得指向引用的指针，这是不允许的。