如何从函数返回 Derived 作为对 Base 的引用？

Question

我想实现一个函数，它返回对Base 的引用，它实际上包含Derived（类型是多态的）。以下（不正确）代码中的一些内容：

struct Base { virtual ~Base() {} };
struct Derived: Base { int x = 5;};

const Base& get() {
    Derived d = {};
    const Base& b = d;
    return b;
}

int main() {
    const Base& b = get();
    const auto* a = dynamic_cast<const A*>(&b);
}

显然，此代码会导致未定义的行为，因为 main 中的 b 是一个悬空引用。

所以，我认为主要障碍如下：

• 要~将Derived 传递为Base~，我们需要创建一个引用。函数不能返回对局部变量的引用，因为它将引用堆栈释放的内存。

这个问题有什么解决方法吗（比如用指针代替引用什么的）？

Answer 1

如果您必须使用 dynamic_cast，我建议您使用指针而不是引用。为了使 API 更清晰一点，我会在处理拥有指针时使用 unique_ptr 或 shared_ptr ，并且仅在您临时访问对象时使用原始指针，例如将它们作为参数传递给函数时（不应该声称所有权）。这将有助于在所有权转移 (unique_ptr) 或预期（可能）共享 (shared_ptr) 时进行通信。

要记住的另一件事是，并非所有构建都启用了 dynamic_cast 所需的 RTTI（运行时类型信息）。对象通常可以设计成您永远不必检索对象的确切类型。

但是，为了使您的代码能够编译，我提供了三个替代版本。

参考文献

struct Base { virtual ~Base() {} };
struct Derived : Base { int x = 5; };

Derived d = {};

const Base& get() {
    return d;
}

int main() {
    const Base& b = get();
    const Derived& a = *dynamic_cast<const Derived*>(&b); // This would be undefined behaviour if b wasn't of type Derived as dynamic_cast would return null
}

使用 unique_ptr

#include <memory>

struct Base { virtual ~Base() {} };
struct Derived : Base { int x = 5; };

std::unique_ptr<const Base> get() {
    return std::make_unique<const Derived>();
}

int main() {
    std::unique_ptr<const Base> b = get();
    const Derived* d = dynamic_cast<const Derived*>(b.get());
}

使用 shared_ptr

#include <memory>

struct Base { virtual ~Base() {} };
struct Derived : Base { int x = 5; };

std::shared_ptr<const Base> get() {
    return std::shared_ptr<const Derived>();
}

int main() {
    std::shared_ptr<const Base> b = get();
    std::shared_ptr<const Derived> d = std::dynamic_pointer_cast<const Derived>(b);
}