从反汇编的角度看引用和指针的区别

上午和同学一起讨论指针和引用的区别，其实大家都知道是怎么的。只是一直以来都没有证据，一直都没有深入下去，看看下层的汇编究竟是怎么回事？写了如下的代码，用VS2008生成可执行程序，然后用ollyDbg进行调试；

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int x = 0;
    int *px = &x;
    int &rx = x;
    printf("&x=%p\t&px=%p\t&rx=%p\n ",&x,&px,&rx);
    return 0;
}

我们想要得出的结论是：引用是不会重新分配存储空间，它和被引用的变量共享一个存储空间；而指针会重新分配存储空间，指针的内容是存放的它指向变量的地址。

使用OllyDbg，打开用VS2008编译生成的POJ.exe：

一步一步的执行，直到call main,如下图所示：

点击step into(f7)，进入到main函数，我们看到main函数内的代码，如下图所示：

      现在我们对上面的代码进行详细的分析；

      先分析第1~4条指令，一进入main函数，第一步将ESP的值减去8；第二步将ESP的值存放到EAX当中，第三步将EAX的值存放到ECX当中，

第四步将ECX压栈；

      这四条指令执行过后，各个寄存器和堆栈的内容如下图所示：

     

  寄存器的值：

    我们可以看到ESP=0012FF74,ESP指向内存的地方存入了值0012FF78,这个值就是第2、3条指令执行过后，EAX和ECX中的值。这个值其实就是C++代码中变量x的地址。

第2条指令是取得当前ESP的值，把它的值作为了变量x的地址，然后将这个值存放在ECX当中，因为后面还有rx，rx是x的引用，而引用只不过是变量x的别名，不会

另外分配地址的。总结起来，前四条指令就是从堆栈中分配一个地址给变量x和引用rx，这也印证了C语言中，局部变量的空间是在堆栈中分配的原则，而变量的空间其实就是一个

地址范围，第4条指令的压栈操作就是对应于printf的最右边的操作数：&rx,可以看到的值和x地址的值是相等的。

    现在分析第5~6条指令，第5条指令取得ESP+8的值，并且将这个值存放到EDX当中，第6条指令将EDX的值压栈。其实这3条指令就是给指针变量px分配存储空间，并且

将作为printf的参数压入到堆栈当中。

    现在分析第7条指令，它直接将EAX的值压栈，而EAX中的值存放的就是x的地址，这里对应的是printf函数，从右向左数的第三个参数，也就是&x，它的

值和ECX的值是相等的，也就是和&rx的值是相等的。

    根据上面的分析，我们可以得到如下的堆栈图：

   第八条指令是将printf的第一个格式字符串的地址压入到堆栈中，作为参数传递到printf函数。

   第9,10条指令，其实就是分别对变量x和指针变量px赋值。如上图所示，esp’+0x10就是指向变量x和引用rx，exp’+0x14就是指向指针变量px.

   在这里总结一下有如下几点：

   1.C/C++语言中的局部变量是在堆栈上分配的，在汇编当中，局部变量的空间就是esp的某个值对应的内存中的地址；

   2.C++中，引用和指针是不一样的，在汇编层面表现出来的区别就是：引用和被引用的变量是使用的同一个地址，而指针变量是另外分配的空间，

也就是对应另外一个esp的值；

   3.反汇编的结果表明，汇编是先批量分配完C语言中变量的空间，然后再批量对变量进行赋值；