读书笔记_Effective_C++_条款二十一：当必须返回对象时，别妄想返回其reference

当你理解条款21后，很可能出现一种过度使用的情况：只要看到是一个非内置类型，就去使用引用传值。举个书上的例子：

class Rational
{
private:
    int numerator;
    int denominator;
public:
    Rational():numerator(0), denominator(1){}
    friend const Rational& operator* (const Rational& r1, const Rational& r2){…}
};

numerator表示分子，denominator表示分母，这里我们需要把注意力放在operator*上，不是在它的形参上（用的const引用是完全正确的），而是在它的返回值上，这个带引用的返回值是一个巨大的bug。

我们可以设想一下实现：

friend const Rational& operator* (const Rational& r1, const Rational& r2)
{
        Rational temp;
        temp.numerator = r1.numerator * r2.numerator;
        temp.denominator = r1.denominator * r2.denominator;
        return temp;
}

这是一种最容易想到的实现方式，在栈上创建对象temp，分子、分母分别相乘后，将之返回。

但仔细再想想，调用函数真的能收到这个temp吗？它是在operator*函数调用时的栈上产生的，当这个函数调用结束后，栈上的temp也会被pop掉，换言之，temp的生命周期仅存在于operator*函数内，离开这个函数，返回的引用将指向一个已经不在的对象！

对此，VS编译器已经给出了warning，如下：

“warning C4172: returning address of local variable or temporary”

千万不能忽略它。

 

那既然栈上创建对象不行，还可以在堆上创建嘛（new出来的都是在堆上创建的），于是我们有：

friend const Rational& operator* (const Rational& r1, const Rational& r2)
{
    Rational *temp = new Rational();
    temp->numerator = r1.numerator * r2.numerator;
    temp->denominator = r1.denominator * r2.denominator;
    return *temp;
}

这下VS编译器没有warning了，之前在资源管理那部分说过，new和delete要配对，这里只有new，那delete了？delete肯定不能在这个函数里面做，只能放在外面，这样new和delete实际位于两个不同的模块中了，程序员很容易忘记回收，而且给维护也带来困难，所以这绝对不是一种好的解决方案。书上举了一个例子，比如：

Rational w, x, y, z;
w = x * y * z;

连乘操作会有两次new的过程，我们很难取得operator*返回的reference背后隐藏的那个指针。

当然，如果把new换成auto_ptr或者是shared_ptr，这种资源泄露的问题就可以避免。

 

栈上创建的临时对象不能传入主调模块，堆上创建的对象就要考虑资源管理的难题，还有其他解决方法吗？

我们还有static对象可以用，static对象位于全局静态区，它的生命周期与这个程序的生命周期是相同的，所以不用担心它会像栈对象那样很快消失掉，也不用担心它会像堆对象那样有资源泄露的危险。可以像这样写：

friend const Rational& operator* (const Rational& r1, const Rational& r2)
{
    static Rational temp;
    temp.numerator = r1.numerator * r2.numerator;
    temp.denominator = r1.denominator * r2.denominator;
    return temp;
}

这样写编译器同样不会报错，但考虑一下这样的式子：

Rational r1, r2, r3;
if(r1 * r2 == r1 * r3){…}

if条件恒为真，这就是静态对象做的！因为所有对象共享这个静态对象，在执行r1*r2时，temp的值为t1，但执行r1*r3之后，temp的值统一都变成t2了。它在类中只有一份，明白这个原因后就不难理解了。

 

既然一个static对象不行，那弄一个static数组？把r1*r2的值放在static数组的一个元素里，而把r1*r3放在static数组的另一个元素里？仔细想想就知道这个想法是多么的天马行空。

 

一个必须返回新对象的正确写法是去掉引用，就这么简单！

friend const Rational operator* (const Rational& r1, const Rational& r2)
{
    Rational temp;
    temp.numerator = r1.numerator * r2.numerator;
    temp.denominator = r1.denominator * r2.denominator;
    return temp;
}

该让编译器复制的时候就要放手去复制，就像花钱买东西一样，必须花的终究是要花的。

 

最后总结一下：

绝对不要返回pointer或reference指向一个local stack对象，指向一个heap-allocated对象也不是好方法，更不能指向一个local static对象（数组），该让编译器复制对象的时候，就让它去复制！