按值返回和通过 const 引用传递时避免临时构造

Posted 2023-02-16

【中文标题】按值返回和通过 const 引用传递时避免临时构造

【英文标题】：Avoiding temporary construction when returning by value and passing by const reference

【发布时间】：2020-12-30 01:28:13

【问题描述】：

我有一个通过 const 引用接受 Large 的函数：

void func(const Large& param);

还有一个拥有Large的类：

class HoldsLarge 
public:
  Large GetByValue() const  return l; ;

private:
  Large l;

如果我这样做

HoldsLarge x;
func(x.GetByValue());

我是否正确理解将为x.GetByValue() 构造一个临时副本，该副本将通过引用func 传递？标准中有什么东西可以让编译器完全省略临时的构造吗？毕竟func 只需要一个const 对HoldsLarge::l 的引用。

我知道我可以通过 const 引用简单地返回 HoldsLarge::l，但我想防止客户端意外创建悬空引用。

【问题讨论】：

无法更改签名是无法避免的。你为什么不做另一个函数GetByConstReference？ （或者使用智能指针weak_ptr

... 同样，对于线程，完全有可能在函数运行时修改原始x.l。即使没有，也可能在外部引用它（作为全局变量或其他东西），func 可能会修改其中一个。所以这是一种行为改变。

我觉得对悬空引用的担心被夸大了。有没有人担心std::vector<T>::operator[] 提供参考资料（或者，你知道，.）？

AFAIK，不允许编译器进行这种“优化”。如果它这样做了，那么该函数可能会通过使用const_cast 来更改l 的状态。是的，const_cast 不好，但它总是被错误地使用。

@Jarod42 如果x.GetByValue() 按值返回，那么（如果我正确阅读标准），当您像func(x.GetByValue()) 一样使用它时，因为func 需要const& ，x.GetByValue()的返回值确实构造成const对象：“如果转换后的初始化器是prvalue，则其类型T4调整为cv1 T4类型”，而cv1来自引用，它是const。然后是UB来修改那个临时对象，因为那个对象是const，那个对象是const，因为它被构造来绑定的引用类型是const。

【参考方案1】：

在少数情况下允许编译器更改行为（作为优化）：对于 NRVO，以及从 C++14 开始的新表达式。

你不是那种情况。

然后；只要可观察到的行为相同，as-if 规则就允许进行任何优化。

所以编译器可以进行优化只有在不会改变行为。

不知道func，它不能安全地做到这一点。

func 可能可以通过其他方式（作为全局）访问x.l（或别名）。

例如，关注func 将禁止更改。

Large* largePtr; // possibly set to &x.l by any way
void func(const Large& param)

    print(param.x);
    //param might be alias of largePtr
    mutate(alias->x);
    print(param.x); // const ref should see the modification
                    // whereas copy don't