在哪些情况下（const）引用返回值是不安全的？

Question

我倾向于使用以下符号：

const Datum& d = a.calc();
// continue to use d

当calc的结果在堆栈上时，这可以工作，参见http://herbsutter.com/2008/01/01/gotw-88-a-candidate-for-the-most-important-const/ 。 即使编译器可能在这里优化，但明确避免临时对象感觉很好。

今天我意识到，内容d成为无效数据被写入的一员后a 。 在这种特殊情况下，get函数只是返回对另一个成员的引用，这与写入完全无关。 像这样：

const Datum& d = a.get();
// ... some operation ...
a.somedata = Datum2();
// now d is invalid.

同样，somedata与d或get()无关。

现在我问自己：

1. 哪些副作用可能导致失效？
2. 将返回值分配给const引用是不是很糟糕？ （特别是当我不知道功能的内部）

我的应用程序是单线程的，除了Qt GUI-Thread。

Answer 1

你好像害怕失败。 那个auto x = some_func(); 将导致一个额外的移动构造超过auto&& x = some_func(); 当some_func()返回一个临时对象时。

你不应该。

如果省略失败，则表示您的编译器无能力，或者使用坦率的恶意设置进行编译。 并且你无法在恶意设置或不称职的编译器中存活：不称职的编译器可以将带有整数a+=b变成for (int i = 0; i < abs(b); ++i) {if (b>0) ++a; else --a;} for (int i = 0; i < abs(b); ++i) {if (b>0) ++a; else --a;}并且违反标准的iota。

Elision是核心语言功能。 不要因为你不相信它会发生而编写坏代码。

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当您想要引用函数提供的数据时，应该通过引用捕获，而不是单独稳定的数据副本。 如果您不了解函数的返回值的生命周期，则通过引用捕获根本不安全 。

即使您知道数据将是稳定的，维护代码所花费的时间也比编写代码要多：阅读代码的人必须能够一目了然地看到您的假设成立。 并且非本地错误很糟糕：对您调用的函数进行看似无害的更改不应该破坏您的代码。

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最终的结果是，除非你有充分的理由不去，否则按价值计算。

按值进行操作使您和编译器更容易推理您的代码。 它增加了地方。

如果你有充分的理由不这样做，那么可以参考一下。

根据具体情况，这个好理由可能不一定非常强大。 但它不应该基于一个无能的编译器的假设。

应该避免过早的悲观，但应该过早优化。 获取（或存储）引用而不是值应该是您在确定性能问题时所做的事情。 编写干净，易于理解的代码。 将复杂性推向紧密编写的类型，并使外部界面简洁明了。 按价值取物，因为价值观与国家脱钩。

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优化是可替代的。 通过使更多代码更简单，您可以更轻松地使用（并提高工作效率）。 然后，当你确定部分在性能的问题，你可以付出的努力去使代码更快。

一个很好的例子是基础代码：基础代码（在任何地方使用）很快就会成为性能的一般拖累，如果不是考虑到性能和易用性。 在这种情况下，您希望隐藏类型内的复杂性，并展示一个简单易用的外部接口，不需要用户理解内部。

但代码在某个随机函数？ 使用值，最容易使用容器和最友好的O符号来执行最昂贵的操作和最简单的界面。 矢量如果合理（避免过早的悲观），但不要冒出几张地图。

找到占用90％-99％时间的代码的1％-10％，并快速完成。 如果你的代码的其余部分具有良好的O符号性能（因此，对于比你测试的更大的数据集，它不会变得惊人地慢），你将处于良好的状态。 然后开始用荒谬的数据集进行测试，然后找到慢速部分。

Answer 2

哪些副作用可能导致失效？

持有对类的内部状态的引用（即，相对于延长临时的生命周期），然后调用任何非const成员函数可能会使引用无效。

将返回值分配给const引用是不是很糟糕？ （特别是当我不知道功能的内部）

我会说不好的做法是保持对类实例的内部状态的引用，改变类实例，并继续使用原始引用（除非记录非const函数不会使引用无效）

Answer 3

我不确定我是否正在回答你期望听到的内容，但是...... const关键字与这里的“不安全”无关。 即使您返回非const引用，它也可能变为无效。 const表示不允许修改它。 例如，如果你的get()返回一个const成员或者get()本身被定义为const就像这个const some_refetence_t& get() const { return m_class_member; } const some_refetence_t& get() const { return m_class_member; } 。 现在关于你的问题：

1. 哪些副作用可能导致失效？

如果原始值发生变化，可能会有许多副作用。 例如，假设返回的值是对堆上的对象的引用，该对象被删除...或者在原始值获得更新时缓存返回的值。 所有这些都是设计问题。 如果按照设计可以进行这样的情况，那么返回值应该是值（并且在缓存的情况下，它不能被缓存！:)）。

2. 将返回值分配给const引用是不是很糟糕？ （特别是当我不知道功能的内部）

一样。 如果按照设计，您不必修改您获得的对象（通过引用或按值），而不是最好将其定义为const 。 一旦你定义为const ，编译器将确保你不是试图在代码中以某种方式修改它。

Answer 4

这是一个知道你的函数返回的问题。 您还应该完全了解返回值类型及其语义。