是否有可能/合法返回对通过引用传递的输入临时参数的引用

Question

我的问题是：返回对通过引用传递的输入变量的引用是否合法。 我借用C++: Life span of temporary arguments?和return by rvalue reference的例子

#include <iostream>

#include <string>

class MatrixClass
{
public:
int m_value;

std::string m_str;

MatrixClass(int a)
{
    m_value = a;
    std::cout << "hello: " << m_value << '\n';
}

MatrixClass(const MatrixClass& A)
{
    m_value = A.m_value;

    std::cout << "hello: " << m_value << '\n';

    if (A.m_str == "temp_in_*")
    {
        std::cout << "string: " << "copied from temp_in_*" << '\n';
    }

}

void operator=(const MatrixClass& A)
{
    m_value = A.m_value;

    std::cout << "hello: " << m_value << '\n';

    if (A.m_str == "temp_in_*")
    {
        std::cout << "string: " << "copied from temp_in_*" << '\n';
    }
}

~MatrixClass()
{
    std::cout << "bye: " << m_value << '\n';

    if (m_str == "temp_in_*")
    {
        std::cout << "string: " << "temp_in_*" << '\n';
    }
}

};

MatrixClass& operator+(MatrixClass& tempClassA, MatrixClass& tempClassB)
{
    tempClassA.m_value += tempClassB.m_value;
    return tempClassA;
}

MatrixClass operator*(MatrixClass& tempClassA, MatrixClass& tempClassB)
{
    MatrixClass Temp(101010);
    Temp.m_value = tempClassA.m_value * tempClassB.m_value;

    Temp.m_str = "temp_in_*";

    return Temp;
}

int main()
{
    MatrixClass A1(2);
    MatrixClass A2(3);
    MatrixClass A3(10);
    MatrixClass A4(11);
    MatrixClass A5(12);

    std::cout << "start of expression " << '\n';

    MatrixClass A6(0);

    A6 = A1 * A2 + A3 * A4 + A5 * A6;

    std::cout << "end of expression " << '\n';

    std::cout << "A6.m_value: " << A6.m_value << '\n';

    std::system("pause");
}

运算符返回对其输入的引用，该引用是一个临时变量，并通过 它给另一个运算符： operator*(A1, A2) 返回一个临时变量，也是 operator*(A3, A4), operator*(A5, A6)

临时变量的生命周期有什么问题吗？我正在开发一个矩阵类。

如果表达式更复杂会发生什么，例如：

    (A+B*C)*((A*B + C)*A)

一般问题是（取自return by rvalue reference）

这可能吗：

改变

A compute(A&& v)
{
  (do something to v) 

  return v;
}

到

A& compute(A& v)
{
  (do something to v) 
  return v;
}

Answer 1

是的，函数返回对输入参数的引用是合法的，因为它可以编译，并且在许多用途中它可以毫无问题地工作。在表达式中创建的任何临时对象的生命周期都是完整表达式或语句的生命周期，因此只要在表达式之外不使用引用，用法应该可以正常工作。不过，这有点冒险，因为调用者可能不知道函数所做的引用传播，并且当引用通过中间函数传递时，延长临时生命周期的特殊规则通常不适用。

您的示例涉及修改和返回对非const 左值实例的引用。通常，这些类型的使用比对const 的引用或对右值的引用更难陷入陷阱。对非const 左值的引用不能绑定到临时值（至少在没有经过一些圈套来欺骗编译器的情况下不能绑定），因此您通常必须传递一个名为的实际左值（非临时）变量（或其他长期存在的对象）放入其中。当该引用作为返回值从函数中传出时，它将引用传入的任何长寿命对象。（当然，如果您没有正确管理生命周期，您仍然会遇到麻烦，但至少在这种情况下，我们所说的生命周期通常不止一个语句/表达式。）

如果你通过你的函数传递右值引用，特别是如果它们在表达式树的某个地方被翻译成非const左值（这有点容易做到，因为语言，作为一种安全特性，将右值衰减为左值，只要它们绑定到一个名称），引用的临时性质可能会丢失，并且更容易意外地将引用绑定到一个长期存在的引用，这将超过它绑定到的临时（通常赢得'不要超出创建它的语句/完整表达式）。这就是为什么我通常倾向于按值而不是按引用返回（通常是传递）r 值。然后，编译器更加了解生命周期问题，并且使用通常更加万无一失。在许多情况下，编译器无论如何都可以省略移动构造，而当它不能时，移动通常很便宜。