[Effective C++]条款21: 必须返回对象时,别妄想返回其reference

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1:复习一下堆栈的概念

  • 栈(stack)— 由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。
  • 堆区(heap) — 一般由程序员分配释放,通过new/delete来进行分配和回收,若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。
  • 全局区(静态区)(static)—,全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后有系统释放
  • 文字常量区—常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放
  • 程序代码区 — 存放函数体的二进制代码。 书上的例子

返回引用:

在栈上创建对象

class Rational
{
private:
    int numerator; // 分子
    int denominator; // 分母
public:
    Rational():numerator(0), denominator(1){}
    friend const Rational& operator* (const Rational& r1, const Rational& r2){
        Rational temp;
        temp.numerator = r1.numerator * r2.numerator;
        temp.denominator = r1.denominator * r2.denominator;
        return temp;
    }
};

在上面的方法里重载了运算符, 返回的是Rational的引用, 这是一个bug. 因为temp的生命周期在函数operator内,在栈上创建temp, 函数调用结束后, temp也会被pop掉,返回的引用指向一个并不存在的对象.

在堆上创建对象

class Rational
{
private:
    int numerator;
    int denominator;
public:
    Rational (int numerator = 0, int denominator = 1);
    friend const Rational& operator* (const Rational& r1, const Rational& r2){
        Rational *temp = new Rational(r1.numerator * r2.numerator, r1.denominator * r2.denominator);
        return *temp;
    }
};

C++要求newdelete要配对,而在这个例子里,只有new, 没有delete. delete肯定不能在函数里面做,所以只能放在外面,这样程序员又很容易忘记回收,给维护带来困难. 书上还举了一个例子:

Rational w, x, y, z; w = x * y * z;

连乘的时候会调用两次new, 我们很难取得返回的那个指针. 但是如果把new换成auto_ptr或者是shared_ptr可以避免这种内存泄露的问题.

用static

static对象位于全局静态区, 它的生命周期与整个程序的生命周期是相同的, 所以不用担心会像栈对象那样很快消失掉, 也不用担心像堆对象有忘记delete的风险. 看下列例子:

// test.hpp
#include <stdio.h>
#include <string>

#endif /* test2_hpp */

using namespace std;

class dog {
public:
    dog () {
        cout << "dog constructor is called" << endl;
    };
    ~ dog () {
        cout << "dog destruct is called" << endl;
    };
    string dogName;
};

static string updateName(dog d);
// test.cpp
static string updateName(dog d)
{
    static string str = d.dogName;
    return str;
}
// main 函数
int main(int argc, const char* argv[]) {
    dog d;
    d.dogName = "Pink";
    cout << updateName(d) << endl;
    d.dogName = "Black";
    cout << updateName(d) << endl;
}

最后输出为都为Pink

所以如果硬要返回对象应该采用object 返回, 以构造和析构函数的开销换取方便.

Reference

www.douban.com/group/topic… www.cnblogs.com/songlinxuan… www.itdaan.com/blog/2018/0…