使用 const-cast 通过非常量引用来延长临时的生命周期

Question

这是最近出现的事情，我觉得它显然不应该起作用：

#include <iostream>
#include <memory>

int main()
{
    std::shared_ptr<int>& ptr = const_cast<std::shared_ptr<int>&>(
        static_cast<const std::shared_ptr<int>&>(
            std::shared_ptr<int>(
                new int(5), [](int* p) {std::cout << "Deleting!"; *p = 999;  delete(p); }
            )
        )
    );
    std::cout << "I'm using a non-const ref to a temp! " << *ptr << " ";
}

shared_ptr此处不需要使用，但自定义删除器允许轻松演示结果对象的生命周期。Visual Studio、Clang 和 GCC 的结果输出是相同的：

我正在使用非常量引用来表示临时值！5 删除！

这意味着结果的生命周期shared_ptr已通过某种机制扩展到匹配std::shared_ptr<int>& ptr.

发生了什么？

现在，我知道在常量引用的情况下，临时对象的生命周期将扩展到引用的生命周期。但是唯一的命名对象是非常量引用，我希望所有其他中间表示的生命周期仅等于初始化表达式。

此外，Microsoft 有一个扩展，它允许非常量引用延长绑定临时的生命周期，但即使禁用该扩展，这种行为似乎也存在，此外，也出现在 Clang 和 GCC 中。

根据这个答案，我相信临时对象被隐式创建为const，因此尝试修改引用的对象ptr可能是未定义的行为，但我不确定这些知识是否告诉我有关为什么延长生命周期的任何信息。我的理解是，这是修改UB 的 const的行为，而不是简单地对它进行非常量引用。

我对应该发生的事情的理解如下：

1. Type() 创建一个没有 cv 规范的纯右值。

2. static_cast<const Type&>(...)将该纯右值具体化为具有等于内部表达式的生命周期的 const xvalue。然后我们创建一个对那个 const xvalue 的 const lvalue 引用。xvalue 的生命周期被扩展以匹配 const 左值引用的生命周期。

3. const_cast<Type&>(...)产生一个左值引用，然后分配给ptr. 然后 const 左值引用过期，并带走物化的 xvalue。

4. 我尝试阅读悬而未决的参考资料ptr，但发生了不好的事情。

我的理解有什么问题？为什么斜体中的位不发生？

作为一个额外的奖励问题，我认为底层对象是 const 是否正确，并且任何通过此路径修改它的尝试都将导致未定义的行为？

Answer 1

任何引用都可以延长对象的生命周期。但是，非常量引用无法绑定到临时引用，如您的示例所示。您引用的 Microsoft 扩展不是“通过非常量引用延长生命周期”，而是“让非常量引用绑定到临时对象”。他们具有该扩展，以便向后兼容他们自己以前损坏的编译器版本。

通过强制转换，您强制将非常量引用绑定到临时对象，这似乎不是无效的，只是不寻常，因为它不能直接完成。完成绑定后，非常量引用的生命周期就会延长，就像常量引用一样。

更多信息：*非常量*引用会延长临时对象的生命吗？