为什么返回对自动变量的引用有效？答案

【问题标题】：Why does returning a reference to a automatic variable work?为什么返回对自动变量的引用有效？
【发布时间】：2013-08-26 21:46:07
【问题描述】：

我目前正在阅读有关 C++ 的内容，并且我读到在使用按引用返回时，我应该确保我没有返回对将超出范围的变量的引用函数返回。

那么为什么在Add 函数中对象cen 是通过引用返回的，并且代码可以正常工作？！

代码如下：

#include <iostream>
using namespace std;

class Cents
{
 private:
 int m_nCents;

 public:
 Cents(int nCents) { m_nCents = nCents; }

int GetCents() { return m_nCents; }
};

Cents& Add(Cents &c1, Cents &c2)
{
   Cents cen(c1.GetCents() + c2.GetCents());
   return cen;
}

int main()
{
   Cents cCents1(3);
   Cents cCents2(9);
   cout << "I have " << Add(cCents1, cCents2).GetCents() << " cents." << std::endl;

   return 0;
}

我在 Win7 上使用 CodeBlocks IDE。

【问题讨论】：

因为它是未定义的行为，它看起来可以正常工作，但稍后会中断，不能依赖它。
可能发生的事情（同样，对于 UB，任何事情都会发生）是因为在你调用 Add 之后，你没有调用其他任何东西，还没有任何东西覆盖 @987654325 所在的那块内存@ 是，所以旧值仍然存在。话虽如此，你不能依赖这种情况总是发生。
这两个 cmets 应该都是答案
通常会在堆栈再次增长时被覆盖。调用 Factorial(50) 的递归实现，当你使用它时我最好它会死
@DanF 好的，我会回答的。

标签： c++ reference return undefined-behavior

【解决方案1】：

这是undefined behavior，它可能看起来工作正常，但它随时可能中断，你不能依赖这个程序的结果。

当函数退出时，用于保存自动变量的内存将被释放，引用该内存将无效。

3.7.3 部分中的 C++ 标准草案 第 1 段 说：

显式声明的块范围变量 register 或未显式声明的 static 或 extern 具有自动存储持续时间。 这些实体的存储将持续到创建它们的块退出。

【讨论】：

【解决方案2】：

可能发生的事情（同样，对于 UB，任何事情都会发生）是因为在您调用 Add 之后，您没有调用其他任何东西，还没有任何东西覆盖 cen 所在的内存，所以旧值仍然存在。话虽这么说，你不能指望这种情况总是发生。

【讨论】：

正如@GaryWalker 在他的评论中所说，在Add 之间调用任何使用大量堆栈的东西并将其打印出来；你几乎肯定会得到垃圾。
实际上，在尝试使用悬空引用之后，您根本无法依赖任何东西。

【解决方案3】：

您应该执行 memcpy 以将返回的对象复制到堆中。尽管代码有效，但返回超出范围的对象时行为未定义。当代码很小的时候它可能总是有效的，因为当函数返回时，函数占用的堆栈部分不会被清除，并且由于函数内的局部变量将在那里分配空间，所以你得到的值（通常) 包含您期望的值。但是当你有多个函数互相调用并且程序变大时，你的程序将开始产生未定义的行为。有时甚至可能出现段错误。

【讨论】：