C++中返回引用和返回值的区别
转自https://www.cnblogs.com/JMLiu/p/7928425.html
一、主要讨论下面两个函数的区别：
int& at()
{
return m_data_;
}
int at()
{
return m_data_;
}
上面两个函数，第一个返回值是int的引用int&，第二个返回值是int，二者的区别是什么呢？
我们先用一个语句 const int& a = mymay.at(); 来分别调用一次上面两个函数，然后看汇编语言的结果。
反汇编结果：
1 #int& at()
2 #{
3 # return m_data_;
4 #}
5
6 00BB6830 push ebp
7 00BB6831 mov ebp,esp
8 00BB6833 sub esp,0CCh
9 00BB6839 push ebx
10 00BB683A push esi
11 00BB683B push edi
12 00BB683C push ecx
13 00BB683D lea edi,[ebp-0CCh]
14 00BB6843 mov ecx,33h
15 00BB6848 mov eax,0CCCCCCCCh
16 00BB684D rep stos dword ptr es:[edi]
17 00BB684F pop ecx
18 00BB6850 mov dword ptr [this],ecx
19 m_data_++;
20 00BB6853 mov eax,dword ptr [this]
21 00BB6856 mov ecx,dword ptr [eax]
22 00BB6858 add ecx,1
23 00BB685B mov edx,dword ptr [this]
24 00BB685E mov dword ptr [edx],ecx
25 return m_data_;
26 #取地址this中的值5879712（m_data_的地址）到寄存器eax中，此时寄存器eax存的是m_data_的地址
27 00BB6860 mov eax,dword ptr [this]
28 }
29 00BB6863 pop edi
30 00BB6864 pop esi
31 00BB6865 pop ebx
32 00BB6866 mov esp,ebp
33 00BB6868 pop ebp
34 00BB6869 ret
35
36
37
38
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40 const int& a = mymay.at();
41 00176AA2 lea ecx,[mymay]
42 00176AA5 call MyMat::at (0171546h)
43 #此时寄存器eax中的值为m_data_的地址5879712，直接将地址5879712存入地址a中。
44 00176AAA mov dword ptr [a],eax
45 cout << a << endl;
1 #int at()
2 #{
3 # return m_data_;
4 #}
5
6
7 012B6830 push ebp
8 012B6831 mov ebp,esp
9 012B6833 sub esp,0CCh
10 012B6839 push ebx
11 012B683A push esi
12 012B683B push edi
13 012B683C push ecx
14 012B683D lea edi,[ebp-0CCh]
15 012B6843 mov ecx,33h
16 012B6848 mov eax,0CCCCCCCCh
17 012B684D rep stos dword ptr es:[edi]
18 012B684F pop ecx
19 012B6850 mov dword ptr [this],ecx
20 return m_data_;
21 #和上面一样，也是先取出m_data_的地址
22 012B6853 mov eax,dword ptr [this]
23 #和上面不一样，不是直接将m_data_的地址放入寄存器eax中，而是取地址5879712中的值（m_data_=3）放入寄存器eax中，此时寄存器eax存的是m_data_的值（3）
24 012B6856 mov eax,dword ptr [eax]
25 }
26 012B6858 pop edi
27 012B6859 pop esi
28 012B685A pop ebx
29 012B685B mov esp,ebp
30 012B685D pop ebp
31 012B685E ret
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35
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37 const int& a = mymay.at();
38 008E6AA2 lea ecx,[mymay]
39 008E6AA5 call MyMat::at (08E154Bh)
40 #此时eax的值为3，将3存入地址ebp-24h中，
41 008E6AAA mov dword ptr [ebp-24h],eax
42 #将eax的值变成ebp-24h
43 008E6AAD lea eax,[ebp-24h]
44 #将地址ebp-24h写到地址为a中，此时a代表的地址是ebp-24h
45 008E6AB0 mov dword ptr [a],eax
46 cout << a << endl;
所以结论就是：
1、返回值为引用型（int& ）的时候，返回的是地址，因为这里用的是 int& a=mymay.at(); ，所以a和m_data_指的是同一块地址（由寄存器eax传回的5879712）。
2、返回值不是引用型（int）的时候，返回的是一个数值。这个时候就很有意思了，编译器是先将这个数值放入一个内存中（上面例子中，该内存地址为ebp-24h)，再把这个地址付给a，此时的a代表的地址是ebp-24h，和m_data_代表的地址不一样（m_data_代表的地址是5879712）。
3、综上两点可以看出，当返回的值不是引用型时，编译器会专门给返回值分配出一块内存的（例子中为ebp-24h）。
二、说明一下函数返回时，如果不是返回一个变量的引用，则一定会生成一个临时变量。
看下面的函数，返回的是t而不是&t，所以一定会有临时变量产生。
1 T function1(){
2 T t(0);
3 return t;
4 }
5 T x=function1();
这里的过程是：
1.创建命名对象t
2.拷贝构造一个无名的临时对象，并返回这个临时对象
3.由临时对象拷贝构造对象x
4.T x=function1();这句语句结束时，析构临时对象
这里一共生成了3个对象，一个命名对象t，一个临时对象作为返回值，一个命名对象x。
下面的函数稍微复杂一定，它没有先定义一个中间变量t，看起来似乎是直接返回了一个临时变量。但实际上，如果不经过c++的优化，那么它并没有提高效率，因为它还是创建了3个对象。
1 T function2(){
2 return T(0);
3 }
4 T x=function2();
这里的过程是：
1.创建一个无名对象
2.由无名对象拷贝构造一个无名的临时对象
3.析构无名对象，返回临时对象
4.由临时对象拷贝构造对象x
5.T x=function2()语句结束时，析构临时对象。
这里一共生成了3个对象，其中有2个对象都是马上被析构掉的，不能被后面的代码使用。既然是这样，那么就会有优化的余地，可以尝试着不要前面的两个临时变量。c++确实会做这样的优化，优化后的c++会避免匿名对象和临时对象这两个对象的生成，而直接生成x，这样就减少了两次对象生成-回收的消耗，提高了程序性能。
其实function1()这段代码也是会经过优化的，但因为临时对象t是一个命名对象，所以一定会被创建。存储返回值的临时对象是多余的，会被优化掉而不生成。
但是，程序员不应该依赖这种优化，因为c++不保证这种优化一定会做。
