C++引用占几字节

经常看到书或文章说：引用不占用空间，是不对的。
下面直接用几个简单的小实验证明引用占用的空间与指针一致。

1、查看 data 段：

#include <iostream>
using namespace std;
int i = 1;
int main(void)
{
    cout << "i = " << i << endl;
    return 0;
}

在linux环境下，用 g++编译后，用size命令查看二进制文件：

$ g++ test.cpp
$ size a.out
   text    data     bss     dec     hex filename
   2429     676     280    3385     d39 1.out

下面增加一个引用：

#include <iostream>
using namespace std;
int i = 1;
int &y = i;
int main(void)
{
    cout << "i = " << i << endl;
    return 0;
}

再看结果，对比上面，684 - 676 = 8，很明显的 data增加了 8 个字节，因为用的是 64 位环境，指针占用 8 个字节。C++ 编译器使用常指针作为引用的内部实现，所以引用所占用的空间大小与指针相同：即 32位环境下占用 4 字节，64 位环境下占用 8字节。

$ g++ test.cpp
$ size a.out
   text    data     bss     dec     hex filename
   2453     684     280    3417     d59 2.out

2、另一个小实验，用 sizeof 查看引用类型占用的空间

#include <iostream>
using namespace std;

int i;

struct A
{
    int x = i;
};
struct B
{
    int &x = i;
};

struct BB
{
    int &x = i;
    int &y = i;
};

int main(void)
{
    cout << "sizeif(A) = " << sizeof(A) << endl;
    cout << "sizeif(B) = " << sizeof(B) << endl;
    cout << "sizeif(BB) = " << sizeof(BB) << endl;
    return 0;
}

运行结果，struct A 只有一个 int 型变量，所以是 4 字节，
而 struct B 有 1 个引用，占 8 字节，刚好是一个指针的大小，
struct BB 有 2 个引用，所以是 2 个指针的大小，也就是16 字节：

$ g++ point.cpp
$ ./a.out 
sizeif(A) = 4
sizeif(B) = 8
sizeif(BB) = 16

3、直接对比编译后的汇编文件，或可执行文件，看指针与引用是否存在差异：

#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
    int i = 1;
    int &x = i;
    cout << "i = " << i << endl;
    cout << "x = " << x << endl;
    return 0;
}

#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
    int i = 1;
    int* const x = &i;
    cout << "i = " << i << endl;
    cout << "x = " << *x << endl;
    return 0;
}

g++ -S test.cpp
g++ -S test2.cpp

把这两个文件编译生成 test.s 和 test2.s 文件，丢到Beyond Compare对比，会发现除了第一行的.file不同之外，其余都相同，毕竟如果我们要输出__FILE__，文件名还是不同的。
但是如果放在同一个文件里面，修改前后分别编译成.s文件，就完全一致了，或直接编译成可执行文件，用md5sum命令对比修改前和修改后的值，完全一致。

4、总结
所以引用优秀的地方不在于是否节约了内存，
引用是高级语言层面的概念，并未规定引用的实现方式。

引用的优点是引用不会为空，节省了指针的判空语句；
编写时不需要写 * 符号来取内容，书写变得简单了。
另外是 指针和引用的自增(++)运算意义也不一样；
所以如果业务要求：定义时不必初始化，可以为NULL，要求能改变指向不同的地址，要求进行指针运算，就使用指针，否则使用引用。