C++返回局部变量引用的具体细节
返回局部变量引用的情况
书上都说不能返回局部变量的引用或局部指针，说这种行为危险，但又没讲具体原因，那么今天就来看看这种行为的具体细节
PS：下面含有AT&T汇编内容，未学过汇编的朋友可以跳过直接看结论
先放一个实验用函数，即返回 int& 类型的局部变量的函数
int& RetInt(){
int i=42;
int& RefI=i;
return RefI;
}
测试函数
稍后会用到的几个测试函数，用来说明不同情况下使用局部的结果
void nop(){
int i=0,i2=12;
}
void Snop(){
int i=3;
int&ri=i;
}
void Skip(){
const double&d=4.2;
}
第一次测试[正常]
主函数如下（待会使用控制变量法）
调用 nop 函数
/**
* @brief FileName:main.cpp
* environment : g++&Ubuntu18.04
*/
int main(){
std::cout<<RetInt()<<std::endl;
int& i=RetInt();
nop();
// Skip();
// Snop();
std::cout<<i<<std::endl;
return 0;
}
$ g++ main.cpp -omain;./main #编译指令
输出结果为:
42
42
即两次使用返回的局部变量引用都表现正常
前瞻/需知
这时候回顾前瞻知识:
- 局部变量存放在栈区
- 局部变量使用后会被销毁(栈顶指针变化)
- 引用为变量别名,实际编译中仍会取变量地址(可见下面源程序和汇编相应部分)
int i=42;
int& iref=i;
int* ip=&i;
movl $42, -36(%rbp) ;int i=42;
leaq -36(%rbp), %rax ;leaq 为汇编取地址操作
movq %rax, -32(%rbp) ;int& iref=i;//可见引用占的大小和 类型(int)大小是相同的
leaq -36(%rbp), %rax
movq %rax, -24(%rbp) ;int* ip=&i;//指针为 8 个 字节
解释
- 引用存放地址不与变量存放地址相同
- 销毁对象并不会改变相应地址的值,只改变栈顶指针,所以值能很容易被重写，但目前没有数据去重写这块地址的值
- 连续声明两个变量的地址在之后（即没有覆盖）
汇编细节
下面看一下汇编的具体细节
main函数
RetInt
黄框部分为C++源文件中函数语句直接对应部分
nop
可以看到之前函数所用内存:-20(%rbp) -16(%rbp) 是没有改变的
第二次测试[接近真相]
调用 Snop 函数
编译指令不变
输出结果：
42
3
通过黄框可以明显看到调用 Snop 函数的时候定义变量和引用都是用的之前[上一个调用时]使用的内存地址，即发生了覆盖读写，main函数中的 i 的值发生变化
这时似乎可以怀疑是 int i=RetInt();时，这时的 i 已经是3了
那么修改了一下main函数
结果不变，和上面是一样啊
到这里就基本验证了之前的解释
只声明变量的函数未覆盖之前销毁的对象地址
而如果使用了引用则覆盖地址
第三次测试[危险结果]
调用 Skip 函数
编译指令不变
输出结果：
42
1074842828
将
Skip函数中常量引用 d 的值改为 0.0 后，输出第二行为 0
如果第二次实验只是改变了数值，还勉强能看到值的由来的话，那这个 4.2 带来的值的变化，是着实看不懂了
其实的话，是用double类型浮点数的形式存储 4.2 然后用int类型的形式去读取相应内存单元的结果
汇编
Skip
RetInt
可以看出显示的是Skip函数定义的常量引用的高位地址的值
也许会有人质疑double类型的会影响是因为double 八位，相当于 int 与 int& 的总和
于是对 Skip 函数稍加更改
输出结果：
42
4
RetInt 函数的汇编没有变化
Skip
可以看到依然发生了对地址的覆盖改写
conclude
结论
- 实验结果是对书所说结果的验证。
- 销毁对象的意思是可以改写那一块的值。
- 局部变量引用的使用是有很大风险的
1. 风险在于所使用的引用的值，可能发生意味的改变 使用者不知道或未注意到的
2. 除非是当临时值使用 如同std:cout< 其实看着汇编代码来说的话 原来那个位置的值还是可以算出来的 能通过看代码最后知道那个值
1.不过 正经人谁做这个- 简单点说就是 理解这种情况就相当于
int retRef(){ int i; return i; } int main(){ std::cout<<retRef()<<std::endl; } - 补充一点就是 返回指向局部变量的指针 跟这个是差不多的