為什麼C++中千萬不要返回局部對象或變數的引用和指標

大家都知道一個常識：“C++中千萬不要返回局部對象或變數的引用和指標”。

既然所有C++權威的書上都要求“一定不要返回局部對象或變數的引用和指標”，那為什麼C++編譯器不從文法上直接禁掉這種用法。如果只是建議的話，那麼“返回局部對象或變數的引用和指標”是否有用武之地呢？(從理論上來講，我認為這種做法似乎總是錯誤的，原因大家都知道。)
例1：
class CComplex

{

public:

         CComplex():real(0),image(0){}

         CComplex(doublereal,double image):real(real),image(image){}

 

         CComplex& operator+(const CComplex& second)

         {

                   CComplextemp(real+second.real,image+second.image);

 

                   returntemp;

         }

 

         voidPrint()

         {

                   cout << "(" << real << "+" << image << "i)" << endl;

         }

 

private:

         doublereal;

         doubleimage;

};

 

int main()

{

         CComplex a(2,4);

         CComplex b(1.5,3.5);

 

         CComplex c=a+b;

         c.Print();

 

         return0;

}

 

　　operator+返回的是臨時對象的引用，為什麼能正確地工作？？？

例2
string& f()

{

         string s("hello");

 

         returns;

}

 

int main()

{

         cout << f() << endl;

 

         return0;

}

　　同樣是對象，為什麼string對象就不行，就因為string比較特殊？？？

例子3
double& f()

{

         doubled(5.55);

 

         returnd;

}

 

int main()

{

         cout << f() << endl;

 

         return0;

}

　　為什麼內建類型(int，float等均可)返回局部變數的引用總可以正確地工作？？？

　　operator+返回的是臨時對象的引用，為什麼能正確地工作？？？
　　答：main函數在執行之後，a,b入棧，接著a+b調用了operator+，temp也入棧，operator+執行完後，temp出棧並調用解構函式，由於出棧僅僅是移動了PC指標，而你又未寫解構函式將CComplex清零，因此temp所佔的那塊棧空間的記憶體依然保持原樣，只是PC指標已經不再指向它，而operator+返回的引用其實指向的是temp所佔記憶體，然後在調用CComplex的預設拷貝構造的函數的時候，由於拷貝建構函式的輸入參數也是引用，因此也指向temp那塊記憶體，對此快記憶體也會按照CComplex類型來進行訪問，最後c就得到了temp的內容。這裡即使是寫成CComplex&
c=a+b;結果也是能輸出temp的內容的。此時你若在此句話後面再加幾個函數調用，這些函數必須要有參數或內部定義有變數，然後再c.Print()，你會發現結果完全變了。

　　同樣是對象，為什麼string對象就不行，就因為string比較特殊？？？
　　答：因為s在出棧的時候其解構函式會將記憶體都清掉，在外面還想訪問自然訪問不成功了。

　　一、為什麼不禁用的問題
　　為什麼不禁引用返回局部變數，技術上真的是不難嗎？且，有足夠的必要嗎？請見以下例子：

int *f1(int &ri)

{

         return&ri;

}

 

int *f2()

{

         inti=4;

         int *j;

 

         j=f1(i);

 

         returnj;

}

 

int main()

{

         int*p=f2();

 

         *p=6;

 

         return0;

}

　　p在初始化後，*p生命期是否已經結束了呢？我相信，如果這件事也得由編譯器去判斷，那麼顯然，程式員全部可以下崗了，編譯器實在是太智能了，人還有必要存在嗎？但現有技術真的能嗎？如果能的話，要花多大開銷，這個開銷有必要嗎？“千萬不要返回局部對象或變數的引用和指標”應該是個原則性的東西，它是個典型代表，其實大原則是“不要在自動變數(不管是運算式中間結果的臨時變數(如果它不能保證總最佳化到寄存器中)還是來源程式中有明確名字的auto變數)生命期結束後還試圖解引用它”。

　　程式設計語言課一般會說語言的可寫性與可讀性是對矛盾，C語言的可寫性特彆強，既會給比較強的人非常靈活的選擇，又會讓入門者走不少彎路或者半途而廢。利器不是誰都能用得好，這與水平不水平沒什麼關係，說人的水平不足夠使用C++，當然也可以站在沒有學會用C++的人的立場，說C++太過於複雜，以至大多數人是學不會用不好的，但它的每個設計的確都有它的現實考慮，程式設計語言是很實在的東西，往往外貌冷冰冰但其為什麼是這樣有充足原因。

　　二、你的好運氣

　　你要是明白函數調用時局部變數是如何入棧出棧的，看看反組譯碼的代碼，並跟蹤一下堆棧的變化情況，你會設計出一個讓值產生變化的例子。如果這類錯誤後，導致被改變的值，並不是指標的值，則在這麼小的程式中，系統不一定都崩潰，它不過是讓部分你沒照顧到的地方變了變值，卻沒有影響輸出。

　　建議樓主閱讀一下TCPL有關臨時變數一節，看看各種條件下產生的臨時變數的範圍，與給出名字的局部變數間，有何差同。

　　三、其他一些為什麼的例子

　　關於C++的為什麼特別多，如果你不是經驗豐富且善于思考，是很難理解為什麼有這麼多為什麼的。當然，為什麼的多少，是個程度問題，有差異存在的地方就有程度問題，不同的人善用不同的東西，C++是“小眾”的，但還不至於只是幾個人的，畢竟TIOBE還排第3。

　　1.operator重載的解析順序為什麼如現在標準那樣設計？是權衡了使用者的方便，和編譯器的效率之間的一種平衡，它過度自由帶來的是呈指數級上升的編譯時間開銷，且該開銷並不一定值得。

　　2.內建數組，為什麼不設定下標檢測？如果檢測下標，定然就會在每次訪問下標時，做是否越界的檢驗，這就帶來了運行時開銷。如果你的演算法非常好，定然不需要檢測下標，則語言假定一定要在每次訪問下標時都判斷，就會影響效率並失去選擇的機會。如果設定N個選項，可以用來關閉或開啟是否檢測下標，那不應該是一種語言應該乾的，各有各的側重點。

　　3.C語言傳數組參數為什麼預設是轉換成指標類型？以C語言產生那個年代的硬體條件，複製數組很奢侈，尤其函數被調用往往很頻繁，演算法要盡量往不複製的情況下設計，如果實在必要，非要複製，你也可以手動memcpy嘛!總之它不是預設項。C++給了使用者另一種選項，即通過加上引用，而使得能夠真正傳整個數組，不過這都是很多年以後的事了。

　　4.for語句為什麼有的靈活有的嚴格？像在Ada中的文法，便是禁止迴圈變數被改變，且不能設定步長值，要想達到這兩個目的，便只能用其他變數再過渡，這樣做是為了高度的安全。反之，C語言的for則非常靈活，也沒有Ada那麼多的限制，但這種靈活並不能保證使用者用其寫出錯誤邏輯的代碼;VB的自由度則介於二者之間。不能因為這些語言的設計不同，而指責其中某一種語言為何不對某一文法特性做必要的限制，它真的必要嗎？個案好說，但綜合全域，很難評估。

　　四、設計者們不傻

　　且任何有影響力的技術，其規範，都是經過全球大量從業者多年實踐後，總結整理並論證出來的，並不是一個或幾個人拍拍腦袋就草率決定的，因此C++的新標準化過程要曆時8年之久。Bjarne Stroustrup不傻，Herb Sutter, Stanley Lippman, ScottMeyer, Alexander Stepanov, Andrew Koenig等人也不傻，標準委員會都不是白給的，大多數細節問題早就被提出過。具體實現，要難得多，這點文法層面上的皮毛問題，都不值一提。