引用作为函数返回值

函数返回值时，要生成一个值的副本。而用引用返回值时，不生成值的副本。
　　例如，下面的程序是有关引用返回的4种形式：
　　　　//*********************
　　　　//** 　　ch9_6.cpp 　**
　　　　//*********************

　　　　#include <iostream.h>

　　　　float temp;

　　　　float fn1(float r)
　　　　{
　　　　　temp = r*r*3.14;
　　　　　return temp;
　　　　}

　　　　float& fn2(float r)
　　　　{
　　　　　temp = r*r*3.14;
　　　　　return temp;
　　　　}

　　　　void main()
　　　　{
　　　　　float a=fn1(5.0); //1
　　　　　float& b=fn1(5.0); //2:warning
　　　　　float c=fn2(5.0); //3
　　　　　float& d=fn2(5.0); //4
　　　　　cout<<a<<endl;
　　　　　cout<<b<<endl;
　　　　　cout<<c<<endl;
　　　　　cout<<d<<endl;
　　　　}

　　运行结果为：
　　　　78．5
　　　　78．5
　　　　78．5
　　　　78．5

　　对主函数的4种引用返回的形式， 程序的运行结果是一样的。但是它们在内存中的活动情况是各不相同的。其中变量temp是全局数据，驻留在全局数据区data。函数main()、函数fnl()或函数fn2()驻留在栈区stack。
　　第一种情况：见图9-5。

图9-5 返回值方式的内存布局

　　这种情况是一般的函数返回值方式。 返回全局变量temp值时，C++创建临时变量并将temp的值78.5复制给该临时变量。返回到主函数后，赋值语句a=fnl(5.0)把临时变量的值78.5复制给a。
第二种情况：见图9-6。

图9-6 返回值初始引用的情形

　　这种情况下，函数fnl()是以值方式返回的，返回时， 复制temp的值给临时变量。返回到主函数后，引用b以该临时变量来初始化，使得b成为该临时变量的别名。由于临时变量的作用域短暂，所以b面临无效的危险。 根据C++标准，临时变量或对象的生命期在一个 完整的语句表达式结束后便宣告结束，也即在“float& b=fnl(5.0)；”之后，临时变量不再存在。 所以引用b以后的值是个无法确定的值。BC对C++标准进行了扩展，规定如果临时变量或对象作为引用的初始化时，则其生命期与该引用一致。14.7节将进一步介绍这一内容。 这样的程序， 依赖于编译器的具体实现，所以移植性是差的。
　　若要以返回值初始化一个引用，应该先创建一个变量，将函数返回值赋给这个变量，然 后再以该变量来初始化引用，就像下面这样：
　　　　int x=fnl(5.0)；
　　　　int& b=x；
　　第三种情况：见图9-7。

图9—7 返回引用方式

　　这种情况，函数fn2()的返回值不产生副本，所以， 直接将变量temp返回给主函数。主函数的赋值语句中的左值，直接从变量temp中得到复制，这样避免了临时变量的产生。当变量temp是一个用户自定义的类型时，这种方式直接带来了程序执行效率和空间利用的利益。
第四种情况：见图9-8。

图9—8 返回引用方式的值作为引用的初始化

　　这种情况， 函数fn2()返回一个引用，因此不产生任何返回值的副本。在主函数中，一个引用声明d用该返回值来初始化，使得d成为temp的别名。由于temp是全局变量， 所以在d的有效期内temp始终保持有效。这样做法是安全的。
　　但是， 如果返回不在作用域范围内的变量或对象的引用， 那就有问题了。这与返回一个局部作用域指针的性质一样严重。BC作为编译错误，VC作为警告，来提请编程者注意。例如，下面的代码返回一个引用，来给主函数的引用声明初始化：
　　　　float& fn2(float r)
　　　　{
　　　　　float temp；
　　　　　temp=r*r*3.14；
　　　　　return temp；
　　　　}
　　　　void main()
　　　　{
　　　　　float &d=fn2(5.0)； //error返回的引用是个局部变量
　　　　}

　　见图9-9说明。

图9-9 返回的引用是局部变量

　　如果返回的引用是作为一个左值进行运算，也是程序员最犯忌的。所以，如果程序中有下面的代码，则一定要剔除：
　　　　float& fn2(float r)
　　　　{
　　　　　float temp；
　　　　　temp=r*r*3.14；
　　　　　return temp；
　　　　}
　　　　void main()
　　　　{
　　　　　fn2(5.0)=12.4； //error返回的是局部作用域内的变量
　　　　}