函数应该返回引用还是对象？

Question

让我们讨论这两个函数：

1. complex& operator+=(const T& val);
2. complex operator+(const T& val);

其中，“complex”是实现复数变量的类名。

第一个函数返回引用，以便可以写a+=b+=c（相当于b=b+c; a=a+b;）。

第二个函数返回对象（不是引用），但我们仍然可以写a=b+c+d。

谁能解释一下这个细微差别？返回引用或对象有什么区别？

- Narek

Answer 1

赋值运算符支持对同一对象进行多次应用：

(a += b) += c;

这将同时向a中添加b和c。为了使其正常工作，a += b必须返回对a的引用。然而，加法运算符不需要这样做，因为表达式b + c + d没有副作用。只有对a的最终赋值才具有副作用。

- Marcelo Cantos

Answer 2

在1中，a+=b操作符会修改a的值。因此它可以返回对自身的引用，因为a本身是该操作的正确结果。

然而，在2中需要一个新对象，因为a+b返回的不是a，所以返回对a的引用是不正确的。

- Scott Langham

Answer 3

细微之处在于你所给出的例子。

从 + 运算符中，你期望得到与开始时不同的两个值：b+c 既不是 b 也不是 c，它是其他东西。因此，我们不能返回对 b 或 c 的引用……除非在堆栈上分配一个新对象，否则这将是我们唯一可以使用的两个对象。因此，我们必须返回一个值。

而且，你已经解释了为什么 += 运算符返回它所返回的内容。

- pycruft

Answer 4

因为complex& operator+=(const T& val);操作的是this，而complex operator+(const T& val);必须为和创建一个新的临时对象。

如果你从+=返回一个对象，它可能会做你期望的事情，但其中可能会有一些额外的副本。正如你所提到的，如果你想要链接调用，你会希望这种行为。如果你返回一个临时对象并写(a += b) += c，当它在临时对象中被销毁时，你添加的c将会丢失。

如果你从+返回一个引用，你将得到一个指向临时对象的引用，你的程序将具有未定义的行为。你可以写a=b+c+d，因为b+c创建了一个临时变量b1，b1 + d创建了一个临时变量b2，然后将其分配给a。

- Stephen

Answer 5

在第一种情况下，您正在将某些内容添加到左侧的对象中，但表达式的值是左侧的对象。因此，您正在通过引用返回某些内容（通常是左侧）。例如：

cout << (a+=b)

在第二种情况下，您正在添加两个对象并获得第三个对象，您可以在堆栈上执行此计算，因此您通过值而不是引用返回实际对象。 例如：

if(...)
{
    T a = b + c;
    cout << a;
}

- Uri