返回类型为引用时的规则是什么

Question

#include <iostream>
int func0(){
  int a = 0;
  return a;
}
int&& func1(){
   int a = 0;
   return a;
}
int main(){
  int&& result0 = func0();
  int&& result1 = func1();
}

return statement 规则为：

1. 函数通过 return 语句返回给它的调用者。
2. [...] return 语句通过操作数的复制初始化来初始化（显式或隐式）函数调用的glvalue 结果或prvalue 结果对象。

关于如何初始化函数调用的对象的规则只有#2。

我们知道表达式func0() 是prvalue。引用result0需要绑定一个对象，所以temporary materialization conversion要把prvalue转换成xvalue，所以临时对象作为prvalue结果对象是从return的操作数初始化的，然后引用reusult0绑定到临时对象。

但我们知道result1 是引用，func1 的返回类型也是引用。对于这种情况，[stmt.return]并没有明确涵盖这种情况，因为result1是引用而不是object（既不是glvalue reuslt对象也不是prvalue结果对象），那么规则是什么关于这个案子？如果我遗漏了什么，请纠正我。

Answer 1

你对result0的分析是正确的。

但在result1 案例中没有临时实现。 “glvalue 结果”是从操作数a 复制初始化的引用，复制初始化相同类型的引用意味着引用直接绑定（dcl.init.ref/5，通过 dcl.init /17.2)。然后result1 绑定到glvalue 结果。

这会创建一个悬空引用； return 语句被明确排除在生命周期扩展规则 (class.temporary/6.2) 之外。

在int result2 = func1(); 的情况下，glvalue 结果（引用）使用结果对象result2 进行左值到右值转换，这会导致未定义的行为，因为glvalue 结果是悬空的。

Answer 2

我们知道表达式func0 是prvalue

不正确。 func0（函数名表达式）是一个左值。您正在考虑func0()（函数调用表达式），这确实是一个prvalue。该段的其余部分是正确的。

我并没有真正遵循您的第二段，所以让我说一下：

func1() 是一个 xlvalue，引用 result 将绑定到该 xlvalue。

非常重要：因为您要返回对自动存储变量的引用，所以您会留下一个悬空引用。

Answer 3

对于这种情况，[stmt.return] 没有明确涵盖这种情况，因为 result1 是引用而不是对象（glvalue reuslt 都不是 对象或纯右值结果对象），...

不，它涵盖了。注意规则说“g​​lvalue result or prvalue result object”，而不是“glvalue result object or prvalue result object”。见[basic.lvalue]/5：

glvalue 的 result 是表达式所表示的实体。这 prvalue 的 result 是表达式存储到其 语境;类型为 cv void 的纯右值没有结果。 prvalue 其结果是值 V 有时被称为具有或命名 值 V. prvalue 的 result 对象 是初始化的对象 prvalue； ...

所以func1()的结果的引用实体被初始化为a。