为什么结构化绑定不使用`auto&`返回对结构成员的引用，而是返回成员本身

Question

我认为使用结构化绑定和auto&说明符可以获得对结构成员的引用并直接使用它们而不是通过结构。

但是，以下代码有效并且静态断言成立：

struct Test
{
    int i;
    char c;
    double d;
};
Test test{ 0, 1, 2 };
auto& [i, c, d] = test;
i = 4;
c = 5;
d = 6;
// i, c, d are not references !
static_assert(!std::is_same_v<decltype(i), int&>);
static_assert(!std::is_same_v<decltype(c), char&>);
static_assert(!std::is_same_v<decltype(d), double&>);
cout << &i << " == " << &test.i << " (" << std::boolalpha << (&i == &test.i) << ")" << endl; // (true)
cout << test.i << ", " << (int)test.c << ", " << test.d << endl; // 4, 5, 6

但我认为 C++ 不允许一个变量有多个名称，除非一个变量是真实变量而其他变量是引用，但在这种情况下，变量i是相同的，test.i并且它们都不是引用。

Answer 1

在数组和类型的情况下，结构化绑定不是引用——它们是相应成员的别名。这样做的主要原因是支持位域。你不能有一个位域的引用，但你可以有一个别名：

struct X {
    uint8_t a : 2;
    uint8_t b : 6;
};

void f(X& x) {
    auto& [a, b] = x; // fine, a just means "x.a"
    auto& a2 = x.a;   // error
}

除此之外，对结构化绑定decltype()做了一些特殊的事情——如果绑定引用的成员是引用类型，它只会给你一个引用类型，如下所示：

struct Y {
    int& a;
    int b;
};

void f(Y& y) {
    auto& [a, b] = y;
    // decltype(a) is int&, decltype(b) is int
}