c++中的函数返回是如何工作的答案

【问题标题】：how does the function return in c++ workc++中的函数返回是如何工作的
【发布时间】：2012-03-06 02:23:27
【问题描述】：

如果我调用函数 f(3);，我想知道编译器如何保存这个临时 int；

int f (int x) { return x; }

以及编译器将如何执行此操作：

int a=f(3);

是不是就像做 int a=x; （我知道 x 已经被销毁了）或者它确实创建了一个名为 f(3) 的临时变量，例如 int f(3)=x;

int& a=f(3);

为什么这不起作用？

【问题讨论】：

您是在问优化编译器将如何处理此特定代码，还是关于一般机制？
你不能做int& a=f(3)，因为函数f返回一个整数并且你将它分配给一个整数的引用(int&)。
@prelic ：将整数分配给对整数的引用是完全有效的。无效的是将临时分配给引用。
@MatthewFlaschen 我在说一般。
这是一个不能取地址的变量，因为它会在语句返回后被销毁（为了简化）。如果您想将其永久存储在某处（即复制它），则需要对其进行一些存储。顾名思义，引用只是一个名称，因此您不能将函数的返回值绑定到引用。（你可以使用 const 引用，但这可能会引发崩溃，不要这样做）。

【解决方案1】：

编译器会做以下事情之一：

一个引用变量，在您的代码中声明为int &a 是“现有内存位置的不同名称”。所以声明int &a 不会在任何地方为int 分配空间。它只是声明a 来引用已经分配的内存位置。

这个位置可能是一个现有的变量int b，所以你说：

int b;
int &a = b;

这里，a 将引用 b 所引用的相同内容。 “现有对象的新名称”是一个很好的成语。

你可以说int &a = array[5]，这样a 指的是int 数组array 的第6 个元素，或者int &a = *(int*)0x12345678 指的是一个特定的内存位置，但我离题了。

你的代码

int &a = 3;

不能工作，因为3是一个临时对象，语句执行后会被遗忘。要从根本上理解这个问题，可以这样想：如果a 指的是一个已经分配的内存位置，那么在int &a = 3 语句执行后，它会指什么，并且不再有一个临时对象@987654340 @?

这也是函数中引用变量的常见问题：返回对函数局部对象的引用是未定义的行为……但我又跑题了。您总是必须有一个“活的、已分配的对象”供a 引用，故事结束。

这样的语句通常会发生什么

int a = 3;

是编译器生成代码到（简化）：

关键是：在任何一种情况下，都没有为对象3 分配长寿命内存位置，因此int &a 确实不能引用该对象。

“长期存在的内存位置”是指将在分配操作之后存在的位置。存储 3 的寄存器可能会在赋值操作后立即被覆盖和重用，因此它甚至在理论上也不符合 int &a 的目标（实际上，int &a 只能是用于引用内存位置，而不是寄存器）。

【讨论】：

如果我有这个功能 > int& f(int& x){return x;} 和 > int a=1; > f(a) ;所以现在 f(a) 和其他变量一样吗？
你能给我任何我可以理解函数返回如何工作的资源吗？非常感谢
代码通常如何在这个级别上工作非常非常复杂。从你对 C++ 的理解来看，我建议查阅一些关于编译器构造和计算机体系结构的书籍，或者就这些主题学习一些大学课程。话虽如此，我找到了寄存器使用的快速参考，具体取决于编译器和操作系统here，但 x86 以外的架构会有不同的寄存器。

【解决方案2】：

当然，优化编译器会将整个事情优化为：

int x = 3;

2。你不能引用对象生命周期已经结束的东西。 x 的对象生命周期在函数结束时结束。

【讨论】：

【解决方案3】：

任何合理的编译器都可以（并且将会）转向

int a=f(3);

进入

int a=3;

该调用最初会编译为将返回地址推入堆栈，然后是参数；函数本身将编译为弹出参数，弹出返回地址并再次推送参数，然后分支到返回地址。一个简单的优化器会检测到没有完成任何有用的工作，然后优化整个事情。

【讨论】：

【解决方案4】：

当您调用函数 f(3) 时，调用语句的指令地址会保存在寄存器中，并且您的指令指针会跳转到函数 f 的第一条语句的地址。函数 f 的新堆栈帧也被压入堆栈。当函数调用返回时，将为 f(3) 返回的 int 创建一个临时值，这就是当您执行 int x=f(3); 时将分配给 x 的值（因此 f 的返回值在一个临时值中创建，然后复制到x) 所以是的，正在为退货创建一个临时的。为 f(3) 创建的堆栈也被销毁。
int& a=f(3); 不能作为参考。参考是别名。别名是已经存在的东西。 f(3) 返回要分配给变量的临时副本。由于堆栈将在 f(3) 调用后消失，因此您无法真正为其分配引用。

【讨论】：

【解决方案5】：

int& a=f(3); - 这不好的是你正在创建一个对临时变量的引用。在函数退出时，引用所指的数据已被清除，因此它现在是一个挂起的引用。

在您概述的情况下，编译器很可能只会将int a = f(3); 视为int a = 3;，但您永远无法确定，因为最终这取决于特定的编译器以及它如何执行优化。

【讨论】：