发C++的教程了（不断连载中）――将引用作为函数返回值

要以引用返回函数值，则函数定义时必须遵循以下格式：

 

类型标识符 &函数名 (形参列表及类型说明)

{

//函数体

}

 

可见，以引用返回函数值，定义函数时需要在函数名前加&。引用作为函数的返回值时，函数的返回值可以理解为函数返回了一个变量（事实上，函数返回引用时，它返回的是一个指向返回值的隐式指针），因此，值为引用的函数可以用作赋值运算符的左操作数。另外，用引用返回一个函数值的最大好处是，在内存中不产生被返回值的副本。

 

#include<iostream>

    using namespace std;

 

int &func()

{

static int num = 0;

        return ++num;

}

   

void main()

{

        int i;

 

        for(i=0; i<5; i++)

            cout<<func()<<'\t';

        cout<<endl;

 

    func()=10;

 

        for(i=0; i<5; i++)

            cout<<func()<<'\t';

        cout<<endl;

}

 

编译并运行上述程序，其输出结果如图13.1所示，可见函数func被当作赋值运算符的左操作数来使用了。

图13.1 程序输出结果

 

下面再给出一个使用返回引用的函数作为左值的例子，它更有力地揭示了返回引用的函数的本质。

 

#include <iostream>

using namespace std;

 

double array[5] = {100.1, 100.2, 100.3, 100.4, 100.5};

 

double &change(int i)

{

        return array[i];

}

 

int main()

{

        int i;

 

    cout<<"原始值如下: ";

        for(i = 0; i < 5; i++)

            cout << array[i] <<" ";

        cout<<endl;

 

        change(2) = 3.14;

        change(3) = -99.99;

 

        cout<<"修改后如下: ";

        for(i = 0; i < 5; i++)

            cout<<array[i]<<" ";

    cout<<endl;

 

    return 0;

}

 

编译并运行上述程序，其输出结果请读者自己实验吧。函数change的返回值为double类型的引用，而该值又是一个由其参数i指定的数组array中元素的引用。因此，在主函数中，当语句“change(2) = 3.14;”被执行时，change函数返回的其实是对数组元素array[2]的引用。通过这个引用，array[2]被赋值3.14。随后的语句“change(3) = -99.99;”同此原理。由于change返回的是数组中特定元素的引用，所以该函数可以放在赋值语句的左边用来对这个数组元素进行赋值。注意前面讲过没有数组的引用，但是指向数组元素的引用时存在的。

 

在把引用作为返回值时有些一些地方需要提醒大家注意。

 

首先，不能返回局部变量或临时变量的引用，但可以返回全局变量的引用，也就是说要注意被引用的对象不能超出作用域。主要原因是局部变量会在函数返回后被销毁，因此被返回的引用就成为了“无所指”的引用，这是不被允许的。例如下面这段代码就是错误的：

 

int &func()

{

    int i = 10;

    return i;

}

 

在Visual C++ 6.0中，上述代码在编译时会抛出警告“warning C4172: returning address of local variable or temporary”，尽管编译器没有报错，但这仍然意味着一种不安定。而且在Visual C++ 6.0中实验上述func()函数作为左值来使用的情况，结果表明赋值并未成功，这同样告诫我们这种用法是绝对应当被禁止的。毕竟，当函数func()返回时，局部变量i就超出了作用域。于是由func()返回的对i的引用就是未定义的引用。而且，某些对标准C++支持更强的编译器中会对上述func()作左值的情况报错！另外，这类问题也可能会间接产生，这时的错误显得更加隐蔽而不容易被发现，所以当返回对一个对象的引用时，务必要仔细检查这个对象是否会超出作用域。

 

其次，不能返回函数内部动态分配的内存的引用。虽然不存在局部变量的被动销毁的问题，但是在此种情况下，仍然存在一些问题。例如，被函数返回的引用只是作为一个临时变量出现，而没有被赋予一个实际的变量，那么这个引用所指向的由new分配的空间就无法被释放，从而造成内存泄漏问题。

 

最后，可以返回类成员的引用，但最好是const常量。这是因为当对象的属性是与某种业务规则相关联的时候，其赋值常常与某些其它属性或者对象的状态有关，于是有必要将赋值操作封装在一个业务规则当中。如果其它对象可以获得该属性的非常量引用，那么对该属性的单纯赋值就会破坏业务规则的完整性。

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