在C ++中按引用返回-引用分配与值分配

Question

假设我有：

    class SomeObject {

    };

    SomeObject& f() {
        SomeObject *s = new SomeObject();
        return *s;
    }

    // Variant 1
    int main() {
        SomeObject& s = f();
        // Do something with s
    }

   // Variant 2
    int main() {
        SomeObject s = f();
        // Do something with s
    }

第一个变体和第二个变体之间有什么区别吗？ 在任何情况下，我都会使用一个？

编辑：另一个问题，在两种情况下s包含什么？

Answer 1

首先，您永远都不想返回对在函数中动态分配的对象的引用。 这是等待发生的内存泄漏。

除此之外，它还取决于对象的语义以及您在做什么。 使用引用（变量1）可以修改其引用的对象，以便其他功能可以看到修改后的值。 声明一个值（变量2）意味着您拥有自己的本地副本，并且将对其进行任何修改等，而不是对函数返回中引用的对象进行任何修改。

通常，如果函数返回对非const的引用，那是因为它希望修改该值。 一个典型的例子是类似std::vector<>::operator[]的表达式，其中的表达式是：

v[i] = 42;

预期会修改向量中的元素。 如果不是这种情况，则该函数应返回一个值，而不是引用（并且您几乎永远不应使用此类函数来初始化本地引用）。 当然，只有返回对其他位置可访问内容的引用，这才有意义。 函数所属的类所拥有的全局变量或（更可能是）数据。

Answer 2

在第一个变体中，您将引用直接附加到动态分配的对象。 这是拥有动态内存的一种非常不合常规的方法（指针将更适合于该目的），但是它仍然为您提供了适当地重新分配该对象的机会。 即在您的第一个main结束时，您可以执行

delete &s;

在第二个变体中，您将丢失引用，即，您将丢失指向该动态分配对象的唯一链接。 该对象成为内存泄漏。

同样，通过引用拥有动态分配的对象并不是一个好习惯。 为此通常最好使用指针或智能指针。 因此，即使第一个变体可以正式兑换，您的两个变体也存在缺陷。

Answer 3

变体1将复制对象的地址，并且速度很快

变体2将复制整个对象，并且速度很慢（如变体2中已指出的那样，您不能通过调用new来删除创建的对象）

编辑：两个f包含相同的Object

Answer 4

您询问的两个选项都不是很好。 在这种特殊情况下，应该使用shared_ptr或unique_ptr ，如果使用的是较旧的C ++编译器，则应使用auto_ptr ，并更改函数以使其返回指针而不是引用。 另一个好的选择是按值返回对象，尤其是在对象很小且构造便宜的情况下。

修改以按值返回对象：

SomeObject f() { return SomeObject(); }

SomeObject s(f());

简单，干净，安全-这里没有内存泄漏。

使用unique_ptr ：

SomeObject* f() { return new SomeObject(); }

unique_ptr<SomeObject> s(f());

在此处使用unique_ptr或shared_ptr的优点之一是，您可以在某个时候更改函数f以返回派生自SomeObject的类的对象，并且无需更改任何客户端代码-只需确保基类（ SomeObject ）具有虚拟构造函数。

为什么您考虑的选项不是很好：

变体1：

SomeObject& s = f();

您将如何销毁物体？ 无论如何，您都将需要该对象的地址来调用它的析构函数，因此有时需要取消引用s所指的对象（ &s ）。

变体2。您在这里泄漏，没有机会调用从函数返回的对象的析构函数。