我應該返回堆對象的引用還是返回值？

Question

我有這兩個簡單的功能。 我認為func1是一個很好的解決方案，因為你通過引用傳遞一個對象。 我的教科書給了func2作為最佳解決方案的答案。 這只是因為你沒有解除heapstr ？ 如果我在main中聲明了heapstr然后將它傳遞給函數，那么我之后能夠刪除它會怎么樣？

#include <iostream>

using namespace std;


string& func1(const string &str) {
    string* heapstr=new string();
    for (int i = 0; i < str.size(); ++i) {
        *heapstr += str[i];
    }
    return *heapstr;
}

string func2(const string &str) {
    string heapstr;
    for (int i = 0; i < str.size(); ++i) {
        heapstr += str[i];
    }
    return heapstr;
}

int main() {
    cout << func1("aaa") << endl;
    cout << func2("aaa") << endl;
}

Answer 1

我應該返回堆對象的引用還是返回值？

按價值返回。

有很多原因，但沒有一個與性能有關，因為編譯器在優化方面已經足夠好了，即使不是，大多數程序都受I / O限制，即等待數據的時間從文件或網絡套接字中獲取所有性能，而不是CPU操作本身所花費的時間。

例如，參見Herb Sutter和Bjarne Stroustrup撰寫的“C ++核心指南”，其中“按價值返回容器（依靠移動或復制省略效率）”部分說 ：

原因

簡化代碼並消除對顯式內存管理的需求。

至於你的兩個功能......

我的教科書給了func2作為最佳解決方案的答案。 這只是因為你沒有解除heapstr ？

內存泄漏是其中一個問題。 但重點是，按值返回更簡單，更不容易出錯。 這都是關於正確性 ，而不是速度。 如果你只能返回一個int ，你就不會返回一個int* ，不是嗎？

如果我在main聲明了heapstr然后將它傳遞給函數，那么我之后能夠刪除它會怎么樣？

您將在代碼中引入許多內存泄漏，崩潰和未定義行為的可能性。 它會變得更長，更難寫，更難閱讀，更難維護，更難調試，更難以在代碼審查中證明其合理性。 作為回報，你絕對不會獲得任何收益。

Answer 2

教科書是正確的。 （令人震驚。）

Func1在各個方面都有缺陷，它與func2不同。 它從堆中分配一個對象，而不考慮該對象的刪除方式。 然后它返回對新對象的引用，隱藏可能已經用於刪除它的指針。 沒有效率增益，事實上Func1可能有點慢。 在任何情況下，請背誦我：“避免早期優化。”

自標准模板庫出現以來，許多月前，使用operator new幾乎都不是最佳選擇。 我最后一次使用operator new是ca. 2003年，我將指針包裝在我們現在所知的unique_ptr中。 在使用operator new之前，請閱讀所有有關智能指針和RAII的信息。

Answer 3

由於這是教科書的例子，你應該考慮它的上下文以及它想要准確顯示的內容（它的目標是在你或使用安全的編程模式時最小化內存使用量？！）。 但有兩個暗示

1. 使用new運算符分配內存時， 必須使用delete取消分配。 代碼在func1處有heapstr內存泄漏。
2. 同樣在更現實的項目中，在方法之間共享對象是不安全的。 它的管理（即當前修改了這個或誰負責在不再需要對象時解除其內存）變得很難。

PS：我沒有C ++ 17，但它也優化了以下內容。 有關更多詳細信息，請閱讀@BoPersson評論。

PS：堆棧分配更快，但在您的示例中，您在func2返回時有一個復制操作。 在你的例子中，@ Jive Dadson說由於編譯器優化沒有區別，但在一般情況下，假設下面的代碼

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;


string& func1(const string &str) {
    string* heapstr = new string();
    cout << "func1 " << heapstr << endl;
    for (int i = 0; i < str.size(); ++i) {
        *heapstr += str[i];
    }
    return *heapstr;
}

string func2(const string &str) {
    string heapstr;
    for (int i = 0; i < str.size(); ++i) {
        heapstr += str[i];
    }
    cout << &heapstr << endl;
    return heapstr;
}

int main() {
    string a = func1("aaa");
    string b = func2("aaa");
    cout << "main " << a << endl;
}

PS :(正如@Jive Dadson所說，你的例子沒有區別，但在我的例子中）如果我們將性能定義為運行時，可能是func1。 此外，如果我們將性能定義為內存使用量，則為func1。 如果我們將性能定義為良好的編程模式，則為func2。 完全func2是更優選的。