c++ 函数返回引用问题

2025-03-17 00:29:33

推荐回答（3个）

回答1：

首先，永远不要返回局部变量的引用。因为局部变量在函数返回时被回收，即这个变量不存在了，所以以后对这个变量的引用都是无意义的，结果是不可预知的，程序很可能会崩溃。因此，也就不解释这种情形的结果了。

由于静态变量的声明周期直到程序结束，所以返回静态变量的引用是有意义的，而且安全的。下面解释返回静态变量的引用的情形：

#include 
using namespace std;

int& f(){
    static int b = 40;
    return b;
}

int main(){
    int& e = f();// e为b的别名
    int e2 = f();// e2为b的拷贝

    cout << "e's address = " << &e << "e's value=" << e << endl;
    cout << "e2's address = " << &e2 << "e2's value=" << e2 << endl;
    cout << "f()'s address = " << &f() << "f()'s value=" << f() << endl;
    // 因为e为b的别名，第一个和第三个输出一样

    f() = 10;// 修改b的值

    cout << "e's address = " << &e << "e's value=" << e << endl;
    cout << "e2's address = " << &e2 << "e2's value=" << e2 << endl;
    cout << "f()'s address = " << &f() << "f()'s value=" << f() << endl;
    // 因为e2为b的拷贝，不受影响

    return 0;
}

回答2：

指的是你返回一个指向局部变量的引用，包括参数。
b是int类型，auto在c++中是一个废弃的关键字，不过在c++11中被重新启用，用来自动推导类型。e是一个引用类型，即可以想象成就是被引用的对象，所以当你取e的地址时，其实获得的是被引用的对象地址。由于你的e引用的是一个局部变量，也就是栈上的变量，因为栈的起始地址一般都会随机变化，所以你会得到不一样的结果。随机变化的原因是为了防止某些类型的攻击，提高程序安全性。
c++中不存在static类型一说，static是用来指示变量的生命周期类型，即静态生命周期。我想你是想说b是static int。当为static int时，程序启动时就会将b初始化为40，此时一直持续到程序结束，所以此时返回引用是合法，因为编译器保证，该变量生命周期会持续整个程序运行期间。

e2 = f();

这里返回引用，而e2不是引用，所以会进行拷贝初始化，所以e2和f()返回的引用是两个对象。e2为40。

f()=10;

这里由于返回引用，而引用指向static int b，所以会对b进行修改，于是b变为10。

e2是main的局部变量，e是引用，f()返回值是引用，此时e等价于f()。当取地址时，e2的地址将不会等于e的地址，因为他们是两个对象，两个对象的地址必然不同（除了一个类的子对象）。这里e2是局部变量，所以分配在栈上，而e，f()指向的是静态变量，所以分配在全局内存中。

回答3：

引用是绑定内存，意思是一个引用会锁定程序的地址空间中某一地址，地址是常量，只有该地址对应的内存单元的内容可以变化
这个问题上，先说明一个原则：函数不要返回一个临时变量的引用。因为临时变量在栈区，函数结束时它的地址空间要回收再用，所以接下来这个地址的内容变成不可控。对于auto b的情况，就触犯了这个原则，没有研究的意义。至于为什么单步执行和一次执行结果不一样，可能是VC在不同的调试模式下对地址空间的使用不一样吧。
b为static的时候，b处于程序的数据段，不在是栈区，因为b不是临时变量了，所以对b进行赋值后，它的状态会保留至函数结束。
f()=10是赋值，b是auto时，赋值给栈内存；b是static时，赋值给数据段内存。