从函数返回临时对象的引用

Question

考虑以下代码 -

#include <iostream>
#include <stdio.h>

const int & retRef() {
    return 6;
}

int main()
{
    const int& k = retRef();
    printf("Value: %d\n", k);
    printf("Address: %p\n", &k);
    printf("Value: %d\n", k);
    return 0;
}

输出结果为 -

Value: 6
Address: 0x7ffd45bf544c
Value: 32692

为什么在打印变量 k 的地址后，其值发生了变化？如果我将行 const int& k = retRef() 替换为 const int& k = 6;，则输出结果符合预期。

这种不同的行为是为什么？谢谢。

- kuro

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稍有挑剔：使用 printf 函数时，应该使用 "%p" 格式来正确输出 void* 类型的指针。需要进行强制类型转换以避免未定义行为。此外，为什么要使用 printf 而不是 std::cout 呢？ - Some programmer dude

你试图访问的变量已经被系统从堆栈中清除，因为当函数结束时，它会清除该函数内部的本地变量。 - Denny Kurniawan

Answer 1

你的代码存在未定义行为；你试图将一个临时int（它是由字面值6构造的）绑定到作为返回值的引用上，但是临时对象会立即被销毁，因此retRef()总是返回一个悬空引用，而k也是悬空的。对其进行任何解引用操作都会导致未定义行为。

每当引用绑定到临时对象或其子对象时，临时对象的生命周期将延长以匹配引用的生命周期，但有以下例外：

• 绑定到函数返回语句中的函数返回值的临时对象不会被延长：它在返回表达式结束时立即被销毁。这样的函数总是返回一个悬空引用。

另一方面，const int& k = 6;可以正常工作，因为如上所述，临时对象的生命周期被延长到与k相同的生命周期。

- songyuanyao

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所以，无论是const int&还是int&&，这都将是未定义的行为，对吗？ - kuro

@kuro 是的，这无关紧要。 - songyuanyao

Answer 2

你正在返回对临时对象的引用，这将导致未定义的行为。一旦函数返回，该对象将不可用。

n4659 - § 15.2:

(6.2) - 函数中的返回语句（9.6.3）中绑定到返回值的临时对象的生命周期不会延长；该临时对象在返回语句的完整表达式结束时被销毁。

- haccks

Answer 3

在函数retRef中，您正在返回对局部变量的引用。 当退出函数时，函数内部的对象将被销毁，所有对它的引用都将变为无效。使用该链接将进一步导致未定义的行为...

const int & retRef()
{
    return 6;
}

- snake_style