通过引用成员变量返回是否可以接受？

Question

假设我有：

class Metadata {
    // stores expensive-to-copy data, provides complex interface to access/modify
}

class SomeObject
public:
    Metadata& GetMetadata() { return mMetadata; }
private:
    Metadata mMetadata;
}

boost::shared_ptr<SomeObject> obj = ...;
obj->GetMetadata().SetTitle("foo");
obj->GetMetadata().GetTitle();

普遍的共识似乎是通过引用返回，尤其是非常量，除了少数特定情况外，在所有情况下都非常糟糕。但是，在这种情况下，它似乎是最好的（也是唯一的？）选择：

1. 我不想退回副本，因为我想修改原件（即使是 r/o，复制也很昂贵）。
2. 我不想返回 Metadata* 或类似的东西，因为我不想鼓励存储或传递指针。
3. 我不想通过对元数据的无关包装调用来污染 SomeObject 的接口。

它引入了一个模糊的要求，即 SomeObject 能够通过引用传回 Metadata，这意味着必须有一个 Metadata 对象，其生命周期与 SomeObject 的生命周期相同（或长于）——然而，这就是它们之间的确切语义关系对象，并且要求肯定比上述任何选项都好。

我突然想到我可以引入某种不可复制的指针类型并返回它，但这闻起来很有趣/似乎有点矫枉过正。我可以让 SomeObject 拥有一个 boost::shared_ptr，但这确实不适合我想到的语义（基本上：如果您现在正在修改，请修改原始 - 如果您稍后阅读/存储，制作副本并自行跟踪）。

这里有更好的模式吗？我会以某种我看不到的方式在自己的脚上开枪吗？

Answer 1

返回一个比函数调用寿命更长的引用是完全可以的。当您返回对类数据成员的左值引用时，只需确保类实例本身就是一个左值：

struct Foo
{
    X data;

    X & the_data() &   { return data; }
//                ^^^

当您使用它时，如果您的实例是右值，您也可以将数据作为右值返回：

    X && the_data() && { return std::move(data); }
};

Answer 2

当然，只要您不返回对本地（自动）存储的引用，就性能而言，返回引用是首选。在大多数情况下，您应该返回 const 引用。

这允许 C++ 编译器（它是一种在设计上积极优化的语言编译器）优化掉很多东西，还允许编写“流利”的语法。

obj.foo().bar().baz();