c++ - 返回值(引用、指针和对象)

Question

我很难理解 C++ 返回值背后真正做了什么。

让我们有以下代码:

class MyClass {

public:

    int id;

    MyClass(int id) {
        this->id = id;
        cout << "[" << id << "] MyClass::ctor\n";
    }

    MyClass(const MyClass& other) {
        cout << "[" << id << "] MyClass::ctor&\n";
    }

    ~MyClass() {
        cout << "[" << id << "] MyClass::dtor\n";
    }

    MyClass& operator=(const MyClass& r) {
        cout << "[" << id << "] MyClass::operator=\n";
        return *this;
    }

};

MyClass foo() {
    MyClass c(111);  
    return c;        
}

MyClass& bar() {
    MyClass c(222);
    return c;
}

MyClass* baz() {
    MyClass* c = new MyClass(333);
    return c;
}

我使用 gcc 4.7.3。

案例1

当我打电话时:

MyClass c1 = foo();
cout << c1.id << endl;

输出为:

[111] MyClass::ctor
111
[111] MyClass::dtor

我的理解是，在 foo 中，对象是在堆栈上创建的，然后在 return 语句时销毁，因为它是作用域的末尾。返回是通过对象复制(复制构造函数)完成的，稍后将其分配给 main 中的 c1 (赋值运算符)。如果我是对的，为什么复制构造函数和赋值运算符没有输出？这是因为 RVO 吗？

案例2

当我打电话时:

MyClass c2 = bar();
cout << c2.id << endl;

输出为:

[222] MyClass::ctor
[222] MyClass::dtor
[4197488] MyClass::ctor&
4197488
[4197488] MyClass::dtor

这是怎么回事？我创建变量然后返回它，变​​量被销毁，因为它是范围的末尾。编译器正在尝试通过复制构造函数复制该变量，但它已经被破坏，这就是为什么我有随机值？那么 main 中的 c2 到底是什么？

案例3

当我打电话时:

MyClass* c3 = baz();
cout << c3->id << endl;

输出为:

[333] MyClass::ctor
333

这是最简单的情况？我返回一个动态创建的指针，该指针位于堆上，因此内存已分配但不会自动释放。这是当析构函数未被调用并且内存泄漏时的情况。我说得对吗？

是否还有其他不明显的情况或事情，我应该知道以完全掌握 C++ 中的返回值？ ;) 从函数返回对象的推荐方法(如果有)是什么？有什么经验法则吗？

Answer 1

我想补充一点，情况 #2 是 C++ 语言中未定义行为的情况之一，因为返回对局部变量的引用是非法的。这是因为局部变量具有精确定义的生命周期，并且通过引用返回它，您将返回对函数返回时不再存在的变量的引用。因此，您表现出未定义的行为，并且给定变量的值实际上是随机的。 As is the result of the rest of your program, since Anything at all can happen .

当您尝试执行类似操作(通过引用或通过地址返回局部变量)时，大多数编译器都会发出警告 - 例如，gcc 会告诉我这样的事情:

bla.cpp:37:13: warning: reference to local variable ‘c’ returned [-Wreturn-local-addr]

但是，您应该记住，当出现可能表现出未定义行为的语句时，编译器根本不需要发出任何类型的警告。不过，必须不惜一切代价避免像这样的情况，因为它们实际上永远不会正确。