引用会导致内存泄漏吗？

Question

考虑以下的C++代码。

struct foo { std::string value; }

inline foo bar() { return { "42" }; }

现在想象一下，我有一个函数，它以以下方式使用bar()。

std::string my_func()
{
    const auto &x = bar();
    return x.value;
}

这段代码会泄漏内存吗？因为my_func只是持有x的引用？还是当my_func终止后，x仍然可以被清理掉？

我知道这不是引用应该使用的方式。但我刚刚意识到这个编译通过了，想知道它的语义是什么。

- Kai Mast

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这段话的意思是：“这个代码是否能够编译成功？难道你不需要使用‘const auto&’吗？” - Brian Bi

你说得对。我原来的代码中有 const auto&。 - Kai Mast

Answer 1

但是我刚刚意识到这个代码可以编译通过。

所提供的代码不应该编译通过，因为试图将临时变量赋值给左值引用。

错误：无法从类型为“foo”的rvalue初始化非const引用类型“foo&”

如果你修正代码，通过

std::string my_func()
{
    const auto &x = bar();
    return x.value;
}

那么，如果使用const引用的话，就没问题了，因为const引用的生命周期延长到了临时对象的生命周期。

- Slava

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抱歉...我原来的代码中有const。 - Kai Mast

Answer 2

简短回答：不行。

更详细的解释：在这种情况下，编译器将确保引用的临时对象存在于当前作用域的末尾。bar()按值返回一个对象。它将被复制到一个临时的匿名对象中，然后引用将引用该临时对象。

还有其他类似的情况，标准对此有明确要求：绑定到引用的临时对象存在于达到当前作用域的末尾。

- cdonat

Answer 3

不，字符串被复制到返回值中。x引用的对象在函数结束后就超出了作用域。

- pewpew

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这应该无法编译。 - Slava

它在我的gcc 5.2上编译通过了。那就是让我感到困惑的地方。 - Kai Mast

它编译并正常工作。除了在“struct foo { std::string value; }”之后需要一个分号。 - pewpew

@pewpew 对，它有一个 C++ 标准不支持的“特性”。 - Slava

Answer 4

这不是一个泄漏，你的引用只是指向被临时对象清理的内存。

访问 x 将导致未定义的行为。可能是访问冲突。

- Viktor Liehr

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我在我的项目中已经使用了一条非常类似的代码行约一个月，没有任何问题。这就让我感到困惑。 - Kai Mast

@VicroeLiehr bar() 返回一个 foo 对象。由于引用是 const，因此将 x 引用绑定到从 bar() 返回的临时对象是完全可以的。然后将 x.value 复制到 my_func 的返回值中，在 my_func 结束时，绑定到 x 的临时对象被销毁。没有泄漏，也没有指向无法访问的内存。 - nos

@ViktorLiehr 我已经阅读了源代码和你的回答。你的回答与其他答案也不相符。请确保你正在查看帖子的更新代码，原始代码将无法编译。我还假设你知道对临时对象的const引用的行为方式。这就是为什么我想知道你声称访问x的哪一行代码会导致未定义行为。 - nos

@ViktorLiehr 抱歉，这不是 const 引用临时对象的工作方式。const 确实会改变事情。看起来你不会相信我的话，所以你应该阅读这个，这个，这个或者 C++ 标准中的 §12.2/5 章节。 - nos

@nos: 我读了你提到的文章。谢谢，伙计！我刚刚学到了一个常量引用的行为不同。这就带来了很大的变化！ - Viktor Liehr