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C++返回本地对象

c++
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我和几个同事正在就当一个局部变量（在栈上分配）从C++方法返回时会发生什么进行辩论。

以下代码可以通过单元测试，但我认为这只是因为该单元测试幸运地没有尝试重用obj使用的栈上内存。

这是否可行？

static MyObject createMyObject() {
    MyObject obj;
    return obj;
}
它能工作，但与直接在目标处声明MyObject（因为你只是返回一个_副本_）没有什么不同--即MyObject x = createMyObject();与更高效的MyObject x;达到了相同的效果。 - Kerrek SB
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@Crashworks：这并没有帮助区分定义行为和运气之间的区别... - Oliver Charlesworth
另一方面，“MyObject＆createMyObject”在这种模式下不起作用，除非您像其中一个答案中所述使用静态对象。如果返回“new MyObject”，则“MyObject * createMyObject”将起作用。 - Neil
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如果上述结构不安全，你认为返回值有什么作用？ - Dennis Zickefoose
你只需要一个带有错误复制构造函数的对象就能赢得你的争论。一个数组将证明你的观点。 - Hans Passant
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8个回答
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拷贝构造函数被调用以复制本地对象，调用者接收到的就是这个复制品。
编译器可能会在拷贝省略过程中消除这个复制，但这取决于编译器——你无法控制它。
如果你返回一个指针或引用指向本地对象，这种模式有可能会产生你担心的问题。
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“但仅当可观察到的效果相同时。” - 不，复制省略的整个重点在于，即使复制构造函数具有可观察的副作用，也可以消除复制，从而使结果不同。实现不需要特殊规则来执行不改变可观察效果的代码转换，这可以在as-if规则下完成。 - Steve Jessop
好的 - 现在这个更有意义了。听起来这段代码是安全的，会正常工作，我不必担心段错误。 - Brian
嗨，如果我通过MyClass *obj = new MyClass();在函数内部创建一个本地对象，返回对象指针，并且该方法的签名是MyClass * myMethod(){...}，如果我像这样调用它MyClass *retObj = myMethod();，然后解引用它像这样retObject->someMethod();，它总是有效的。这是应该的吗，还是我运气好？ - SexyBeast
@Cupidvogel 这是与问题完全不同的情况。由于您使用了 new 来创建并返回指针，因此对象不会被复制，而是会继续存在，直到您 delete 指针。当您返回指向 本地 对象的指针时，而不是使用 new 创建的对象时，就会遇到问题。 - Mark Ransom
我明白了。这是因为使用 new 在堆上创建对象，该对象会继续存在，无论调用和退出哪个函数，而不使用它则在栈上创建对象，该对象仅限于函数本地，并且不能保证在函数退出后仍然存在。 - SexyBeast
谢谢。那非常有帮助。我不得不再次检查您的显示图片，以确保它不是史蒂夫·乔布斯。干杯！ - SexyBeast
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创建了obj，然后使用对象的复制构造函数从方法/函数中复制出它。

您可以通过将其声明为static来使此obj不在堆栈中。返回对象也会返回一个副本，但对象不会在每次调用函数时被创建。然后，您可以将该对象作为引用返回：

static MyObject & createMyObject() {
    static MyObject obj;
    return obj;
}

这里不允许复制，同时obj只被创建一次，在运行时其地址保持不变。

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虽然在许多情况下需要小心处理静态对象，例如在多线程代码中或析构函数位于不同的共享库中。 - Neil
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函数“返回本地对象”是可以的，因为编译器会将函数转换为实际上不返回值。相反，它将接受一个引用MyObject& __result，并使用将分配返回值即obj的本地对象来复制构造__result。在您的情况下，函数将被重写为：

static void createMyObject(MyObject& __result) {
    MyObject obj;

    // .. process obj
    // compiler generated invocation of copy constructor
    __result.MyObject::Myobject( obj );

    return;
}

每次调用createMyObject都会被转换为将引用绑定到现有对象的形式。例如，下面这种调用：

MyObject a = createMyObject();

将被转换为：

MyObject a;  // no default constructor called here
createMyObject(a);

但是，如果你返回一个指向局部对象的引用或指针，编译器无法完成转换。你将会返回一个指向已经销毁的对象的引用或指针。

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你通过值返回对象，因此将调用它的复制构造函数，并将原始对象的副本返回并存储在调用者的堆栈中。如果此方法返回局部变量的指针（或引用），则会失败。
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返回 MyObject 的副本。如果 MyObject 有一个正确复制所有内容的复制构造函数，那么这应该是可以的。请注意，即使没有显式列出，它也可能具有复制构造函数 - 编译器定义的默认复制构造函数（逐成员赋值）可能适用于您的目的。
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在这个例子中，MyObject 是通过值返回的。这意味着它的一个副本被创建并传递回调用函数。(在某些情况下，编译器可以优化掉多余的复制，但只有当这等价于调用 MyObject 的复制构造函数并将复制放入堆栈时才能进行优化。)
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假设其他人只是忽略了这个问题中显而易见的困惑来源 -- static：
你没有声明在 createMyObject 中创建并返回的 MyObject 实例具有静态存储期；相反，你声明了函数 createMyObject 具有内部链接。
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