這個C ++靜態分析規則是否有意義？

Question

我正在實現一些C ++靜態分析規則，其中一個規則禁止函數返回引用或指向函數引用參數的指針，即以下都是不兼容的：

int *f(int& x) { return &x; } // #1
const int *g(const int& x) { return &x; } // #2
int& h(int& x) { return x; } // #3
const int& m(const int& x) { return x; } // #4

為此給出的理由是“它是實現定義的行為，無論引用參數是臨時對象還是對參數的引用”。

然而，我對此感到困惑，因為C ++中的流操作符是以這種方式編寫的，例如

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const X& x) {
    //...
    return os;
}

我認為我非常有信心C ++中的流操作符通常不會表現出實現定義的行為，所以發生了什么？

根據我目前的理解，我希望＃1和＃3能夠很好地定義，因為temporaries不能綁定到非const引用，所以int& x指的是一個超出生命周期的真實對象函數的范圍，因此返回指向該對象的指針或引用是好的。 我希望＃2是狡猾的，因為臨時可能已經綁定到const int& x ，在這種情況下嘗試獲取其地址似乎是一個糟糕的計划。 我不確定＃4 - 我的直覺是，這也可能是狡猾的，但我不確定。 特別是，我不清楚以下情況會發生什么：

const int& m(const int& x) { return x; }
//...
const int& r = m(23);

Answer 1

正如你所說，＃1和＃3都很好（雖然＃1可以說是糟糕的風格）。

＃4是出於同樣的原因而狡猾＃2是; 它允許將const引用傳播到其生命周期的臨時值。

讓我們檢查：

#include <iostream>

struct C {
  C() { std::cout << "C()\n"; }
  ~C() { std::cout << "~C()\n"; }
  C(const C &) { std::cout << "C(const C &)\n"; }
};

const C &foo(const C &c) { return c; }

int main() { 
   const C &c = foo(C());
   std::cout << "c in scope\n";
}

這輸出：

C()
~C()
c in scope

Answer 2

在C ++ 11中，如果還存在右值引用過載，則可以使＃2和＃4安全。 從而：

const int *get( const int &x ) { return &x; }
const int *get( const int &&x ) { return nullptr; }

void test() {
    const int x = 0;
    const int *p1 = get( x ); // OK; p1 is &x.
    const int *p2 = get( x+42 ); // OK; p2 is nullptr.
}

因此，盡管它們很狡猾，但如果程序員知道他們在做什么，它們確實有安全用途。 禁止這樣做是非常嚴厲的。

（如果const rvalue引用重載是私有的，未定義的，或者導致編譯時或鏈接時錯誤，則可能更安全。對於＃4情況尤其如此，我們返回引用但沒有任何內容很好地返回引用，語言不允許引用null。）