返回局部于函数的 std::string 的最佳方法

Question

在 C++ 中，从函数返回函数局部 std::string 变量的最佳方法是什么？

std::string MyFunc()
{
    std::string mystring("test");
    return mystring;

}

std::string ret = MyFunc(); // ret has no value because mystring has already gone out of scope...???

Answer 1

不，那不是真的。 即使mystring已经超出范围并被销毁， ret也有 mystring 的副本，因为函数MyFunc按值返回。

Answer 2

如果你的代码是这样的，就会有问题：

std::string& MyFunc()
{
    std::string mystring("test");
    return mystring;
}

所以，你写的方式没问题。 只是一个建议 - 如果你可以像这样构造字符串，我的意思是 - 你可以在一行中完成，有时这样做会更好：

std::string MyFunc()
{
    return "test";
}

或者如果它更“复杂”，例如：

std::string MyFunct( const std::string& s1,
                     const std::string& s2,
                     const char* szOtherString )
{
    return std::string( "test1" ) + s1 + std::string( szOtherString ) + s2;
}

这将提示您的编译器进行更多优化，因此它可以减少您的字符串副本（ RVO ）。

Answer 3

如前所述， std::string 被复制。 因此，即使原始局部变量已经超出范围，调用者也会获得 std::string 的副本。

我认为阅读RVO可以完全消除您的困惑。 在这种情况下，它被准确地称为 NRVO（命名 RVO），但精神是一样的。

奖励阅读：使用 RVO 的问题在于它不是世界上最灵活的东西。 C++0x 的一大亮点是旨在解决该问题的右值引用。

Answer 4

你试过吗？ 字符串在返回时被复制。 好吧，这是官方路线，实际上副本可能已优化掉，但无论哪种方式都可以安全使用。

Answer 5

以前的答案都没有包含这里的关键概念。 这个概念就是移动语义。 std::string类具有move构造函数，这意味着它具有移动语义。 移动语义意味着在函数返回时不会将对象复制到不同的位置，从而提供更快的函数执行时间。

尝试单步调试返回std::string的函数并检查即将返回的对象的内部结构。 您将看到一个成员字段指针地址xxx 。 然后，检查接收函数返回值的std::string变量。 您将在该对象中看到相同的指针地址xxx 。

这意味着，没有发生复制，女士们，先生们。 这就是移动语义，上帝保佑美国！

Answer 6

那么，在 MyFunc() 之后，ret 的值将是 mystring。 在按值返回结果的情况下，通过复制本地对象来构造一个临时对象。

至于我，在C++ FAQ Lite 的这些部分中有一些关于该主题的有趣细节。

Answer 7

这取决于用例。 如果一个实例应该负责一个字符串，那么字符串应该由一个 const 引用返回。 问题是，如果没有任何对象要返回，该怎么办。 对于指针，无效对象可以使用 0 来表示。这样的“空对象”也可以与引用一起使用（例如，代码片段中的 NullString）。

当然，发出无效返回值信号的更好方法是抛出异常。

另一个用例是将字符串的责任转移给调用者。 在这种情况下，应使用auto_ptr 。 下面的代码显示了所有这些用例。

#include <string>
#include <memory> //auto_ptr
#include <iostream>

using std::string;
using std::auto_ptr;
using std::cout;
using std::endl;

static const string NullString("NullString\0");


///// Use-Case: GETTER //////////////////
//assume, string should be found in a list
//  and returned by const reference

//Variant 1: Pseudo null object
const string & getString( bool exists ) {
  //string found in list
  if( exists ) {
    static const string str("String from list");
    return str;
  }
  //string is NOT found in list
  return NullString;
}

//Variant 2: exception
const string & getStringEx( bool available ) {
  //string found in list
  if( available ) {
    static const string str("String from list");
    return str;
  }

  throw 0; //no valid value to return
}

///// Use-Case: CREATER /////////////////
auto_ptr<string> createString( bool ok )
{
  if( ok ){
    return auto_ptr<string>(new string("A piece of big text"));
  }else{
    return auto_ptr<string>();
  }
}

int main(){
  bool ok=true, fail=false;
  string str;
  str = getString( ok );
  cout << str << ", IsNull:"<<( str == NullString )<<endl;
  str = getString( fail );
  cout << str << ", IsNull:"<<( str == NullString )<<endl;

  try{
    str = getStringEx( ok );
    cout << str <<endl;
    str = getStringEx( fail );
    cout << str <<endl; //line won't be reached because of ex.
  }
  catch (...)
  {
    cout << "EX: no valid value to return available\n";
  }

  auto_ptr<string> ptext = createString( ok );
  if ( ptext.get() ){
    cout << *ptext << endl;
  } else {
      cout << " Error, no text available" << endl;
  }

  ptext = createString( fail );
  if ( ptext.get() ){
    cout << *ptext << endl;
  } else {
      cout << " Error, no text available"<<endl;
  }

  return 0;
}