почему структурированные привязки не возвращают ссылки на члены структуры, используя `auto &`, но сами члены возвращаются

Question

Я думал, что, используя структурированные привязки и спецификатор auto&, я могу получить ссылки на элементы структуры и использовать их напрямую, а не проходить через структуру.

Однако следующий код работает, и информация c asserts hold:

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

Но я думал, что C ++ не позволяет одной переменной иметь более одного имени, за исключением случаев, когда одна переменная является действительной, а другие являются ссылками, но в этом случае переменная i является такой же как test.i и ни один из них не является ссылкой.

Answer 1

В случае массива и типа структурированные привязки не являются ссылками - они являются псевдонимами соответствующих членов. Основной причиной этого является поддержка битовых полей. У вас не может быть ссылки на битовое поле, но у вас может быть псевдоним одного:

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
}

Отдельно от этого decltype() делает что-то специальное для структурированных привязок - это даст вам только ссылочный тип, если элемент, на который ссылается привязка, является ссылочным типом, как в:

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

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