按值返回与右值引用

Question

在question about returning temporaries 回复后，我注意到第二个回复略有不同。

它不是按值返回，而是按右值引用返回。 您能解释一下这些方法之间的区别以及它们面临的风险吗？

struct Bar
    {
    Bar& doThings() & {return *this;}

     // Returning rvalue reference
    Bar&& doThings() &&    {return std::move(*this);}

     // Alternative: Returning by value
    //Bar doThings() && {return std::move(*this);}

    std::unique_ptr<int> m_content; // A non-copyable type
    };

Answer 1

我对这个很感兴趣，所以我敲了一个小测试程序：

#include <memory>
#include <iostream>

struct Bar
{
    // Return by reference
    Bar& doThings() & { return *this; }

    // Return by rvalue reference
    Bar&& doThings() && { std::cout << "in Bar&& doThings, this=" << (void *) this << "\n"; return std::move (*this); }

    ~Bar () { std::cout << "Bar destroyed at " << (void *) this << "\n"; }

    int first;
    std::unique_ptr<int> m_content; // Make Bar a non-copyable type
};

int main ()
{
    std::cout << std::hex;
    Bar bar;
    std::cout << "bar is at " << &bar << "\n";
    Bar& bar_ref = bar.doThings ();
    std::cout << "bar_ref refers to " << &bar_ref.first << "\n\n";
    Bar&& bar_rvalue_ref = Bar ().doThings ();
    std::cout << "bar_rvalue_ref refers to " << &bar_rvalue_ref.first << "\n\n";
}

输出：

bar is at 0x7ffdc10846f0
bar_ref refers to 0x7ffdc10846f0

in Bar&& doThings, this=0x7ffdc1084700
Bar destroyed at 0x7ffdc1084700
bar_rvalue_ref refers to 0x7ffdc1084700

Bar destroyed at 0x7ffdc10846f0

所以这告诉我们doThings() 的任何一种形式都不会创建临时文件。您也可以通过Godbolt 验证这一点。

那么，看看Bar 的实现，这对我们有什么影响？好吧，我个人完全看不出Bar&& doThings() 有什么用处，因为：

1. AFAICT，您只能在新构造的对象上调用它，所以无论如何它似乎没什么意义。
2. 因为它从*this移动，原则上它会吃掉新构造的对象，所以返回的引用（仍然引用它）是不可依赖的。
3. 正如@xskxzr 已经指出的那样，在步骤 1 中创建的临时对象的生命周期非常短。

而Bar& doThings() 工作得很好（并且实际上返回了一个指向对象本身的指针，因此不会涉及复制或临时操作）。

我确定我错过了一些重要的事情，所以我很想听听人们对此的反应。通过右值引用返回肯定有一些的目的，也许在更复杂的场景中。谢谢。

Live demo

Answer 2

一个主要区别是，如果返回右值引用，当返回值绑定到引用时，临时的生命周期不会延长。

例如，

Bar&& rb = Bar{}.doThings();
use(rb); // not safe if returning rvalue reference, while safe if returning by value