使用 const 引用参数的默认值会导致崩溃

Question

我有一些这样的代码：

struct Data {
    Data(const std::vector<int> &data = {}) : data_(data) {}
    const std::vector<int> &data_;
};

Data create1() {
    return Data(); // bad
}

Data create2() {
    return Data({}); // bad
}

Data create3(const std::vector<int> &data = {}) {
    return Data(data); // good
}

Data create4() {
    static const std::vector<int> data;
    return Data(data); // good
}

void main() {
    auto data1 = create1(); // deleted data_
    auto data2 = create2(); // deleted data_
    auto data3 = create3(); // ok
    auto data4 = create4(); // ok
}

四个创建函数在我看来是一样的。但是为什么 create1 和 create2 会导致删除 data_ 而 create3 和 create4 都可以呢？

Answer 1

前两个案例很明显是滥用临时工。根据提问者的 cmets，他们已经了解了 create1 和 create2 的问题所在，所以让我们关注 create3 及其工作原理。

剧透：它没有。

我将对代码进行一些改动，以使正在发生的事情更加明显。首先，我们用一个简单的类替换vector，让我们更好地了解构造和破坏。

struct test
{
    test()
    {
        std::cout << "test ctor\n";
    }
    ~test()
    {
        std::cout << "test dtor\n";
    }
};

现在我们做一些类似于Data 的事情，让它使用test 而不是vector

struct Data {
    Data(const test &data = {}) : data_(data) 
    {
        std::cout << "data ctor\n";
    }
    ~Data()
    {
        std::cout << "data dtor\n";
    }
    const test &data_;

    void forceuse() // just to make sure the compiler doesn't get any bright ideas about 
                    // optimizing Data out before we're through with it.
    {
        std::cout << "Using data\n";
    }
};

我们为create3 添加了一些额外的诊断信息，并再次将vector 替换为test

Data create3(const test &data = {}) {
    std::cout << "in create3\n";
    return Data(data); // good
}

对main做同样的事情

int main() {
    { // change the scope of data3 so that we can put a breakpoint at the end of main 
      // and watch all of the fun
        std::cout << "calling create3\n";
        auto data3 = create3(); // ok
        std::cout << "returned from create3\n";
        data3.forceuse();
    }
}

这个输出是

calling create3
test ctor
in create3
data ctor
test dtor
returned from create3
Using data
data dtor

test 在调用create3 期间创建，并在退出create3 时销毁。它在main 中不存在。如果它似乎在main 中还活着，那只是愚蠢的倒霉。你的朋友和我的未定义行为是个混蛋。再次。

test 在Data 之前创建，但也在Data 之前销毁，使Data 处于不良状态。

上面的代码都很好地组装并在在线 IDE 中运行：https://ideone.com/XY30XH

Answer 2

创建静态数据成员并将其用于初始化：

struct Data {
    Data(const std::vector<int> &data = empty_) : data_(data) {}
    const std::vector<int> &data_;
private:
    static std::vector<int> empty_;
};

std::vector<int> Data::empty_ = {};

Data create1() {
    return Data(); // good
}

Data create2() {
    return Data({}); // still bad, as it should be
}

Data create3(const std::vector<int> &data = {}) {
    return Data(data); // good
}

Data create4() {
    static const std::vector<int> data;
    return Data(data); // good
}

void main() {
    auto data1 = create1(); // ok
    auto data2 = create2(); // deleted data_
    auto data3 = create3(); // ok
    auto data4 = create4(); // ok
}