返回*作为参考是否安全？

Question

返回对此对象的引用通常用于赋值运算符重载.它还用作命名参数idiom的基础,它允许通过对setter方法的调用链初始化对象:Params().SetX(1).SetY(1)每个都返回对*this的引用.

但是返回引用是否正确*this.如果我们调用该方法为临时对象返回对此的引用,该怎么办:

#include <iostream>

class Obj
{
public:
    Obj(int n): member(n) {}
    Obj& Me() { return *this; }

    int member;
};

Obj MakeObj(int n)
{
    return Obj(n);
}

int main()
{
    // Are the following constructions are correct:
    std::cout << MakeObj(1).Me().member << std::endl;
    std::cout << Obj(2).Me().member << std::endl;
    Obj(3).Me() = Obj(4);

    return 0;
}

Answer 1

是的,返回*这是安全的.简单的情况是,这不是暂时的,但即使它是,这应该是可能的:

临时对象作为评估全表达式(1.9)的最后一步被销毁,该表达式(词法上)包含创建它们的点.即使该评估以抛出异常结束也是如此(C++03§12.2/ 3).

换句话说,直到你达到分号,一切都应该没问题(理论上).

所以下面的代码应该工作:

std::cout << MakeObj(1).Me().member << std::endl;

虽然这不起作用:

const Obj &MakeMeObj(int n) { return Obj(n).Me(); }
std::cout << MakeMeObj(1).member << std::endl;

这是合乎逻辑的,因为您返回对临时的引用.大多数编译器都会对此发出警告/错误,但如果您的代码变得复杂,则需要注意这一点.

就个人而言,我会阻止在临时对象上调用这些方法来强制API用户考虑对象的生命周期.可以通过重载方法来完成:(如果您的编译器已经支持它)

Obj &Me() & { return *this; }
Obj &Me() && = delete;

Answer 2

是的，这很安全。临时对象的生命周期将持续到语句结束（更准确地说是创建它的完整表达式的求值）。这是由标准保证的：

12.2/3：临时对象在评估（词法上）包含它们创建点的完整表达式的最后一步被销毁。

如果绑定到参考，在某些情况下甚至可以延长临时寿命。但不要指望这里会出现奇迹。尝试将引用保留在语句之外（例如，通过获取地址或分配引用）可能很快会导致 UB（演示）。

如果您在对象上使用这种构造，const您也会遇到一些麻烦，因为您会尝试返回非const引用（但这与您的赋值和设置器示例无关）。

Answer 3

// Are the following constructions are correct:
std::cout << MakeObj(1).Me().member << std::endl;
std::cout << Obj(2).Me().member << std::endl;

是的，因为在每一行中，所有临时对象的生存期都得到了扩展，以考虑到完整的表达式。

正如cppreference.com所说：

（...）所有临时对象都被销毁，这是评估（按词法）包含创建它们的位置的完整表达式（...）的最后一步。

如果尝试拆分完整表达式，则（希望）会收到编译器错误或警告：

// not allowed:
Obj& ref = MakeObj(1);
std::cout << ref.Me().member << std::endl;

在其他情况下，编译器可能不够聪明，无法看到问题，没有给出任何诊断消息就创建了可执行文件，并最终在程序中构建了未定义的行为：

// undefined behaviour:
Obj &ref = MakeObj(1).Me();
std::cout << ref.member << std::endl;