讨论：C++中函数不能返回局部变量的引用，你是怎么理解的？

2012-07-29 11:57:46 2k 阅读 AI 写同款 · GEO 优化AI 选题数据监测一键分发 ›

C++中函数返回值的设计今天生病了，２３岁的第一天居然发烧了，坐在办公室也不想干什么活了．正好昨天同事问了我一个关于函数返回值得问题，所以趁着会没事将我对函数返回值的设计的理解记下来．在Ｃ＋＋中，函数的返回值大概分为这么三种：１、内置类型，类类型，结构体等等。２、指针。３、引用。对于第一种，大家都很熟悉。在Ｃ＋＋中是按值传递各种参数，返回值的，所以，第一种很好理解，也一般不会出什么大问题。但是第一种返回值得一个阅读详情

C++ Primer中 214页中说千万不要返回局部变量的引用，然后有下面的示例：
const string &mainp(const string &s)
{
string ret=s;
return ret
}
//这个函数在运行的时候会出错，因为它返回了局部变量的引用。
我有点不明白 return ret 分明是返回的局部变量嘛怎么会是返回局部变量的引用呢？

书上说不能返回局部变量的应用是因为函数在执行完后，系统就释放了局部变量的存储空间。有一点不太明白：函数执行完不就是执行完return语句才叫做执行完吗？那么执行return语句的时候函数还没有执行完。那么局部变量也就没有被释放那应该还是可以引用的吧。

要是我哪里理解错了的话，请看下面的例子：

#include<iostream>
using namespace std;
int &ref()
{
int ivar=1100; //局部变量
int &irvar=ivar;
return irvar; // 返回了局部变量的引用
}
int main(int argc,char *argv[])
{
cout<<ref();
}

我编译后是可以正确运行的。
请大家解惑：

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一蜉蝣

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int8 2014-05-15

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函数返回时的过程是这样的：函数计算完毕，执行到return语句时，会在内存中自动定义一个临时变量以return的值初始化，之后函数执行完毕，局部变量释放，注意此时临时变量还存在！然后用户根据需要访问或者不访问临时变量，等到执行下一条语句，临时变量自动销毁。所以不能返回局部变量的引用，因为临时变量指向的内存已经释放！以下是例证： vs2010


#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
	A()
	{
		cout<<"无参构造函数"<<endl;
	}
	A(const A& a)
	{
		cout<<"拷贝构造函数"<<endl;
	}
	A& operator = (const A& a)
	{
		cout<<"赋值运算符重载"<<endl;
		return *this;
	}
	~A()
	{
		cout<<"析构函数"<<endl;
	}
private:

};
const A boo(const A a)
{
	cout<<"A tmp = a"<<endl;
	A tmp = a;//调用拷贝构造函数
	cout<<"return tmp"<<endl;
	return tmp;//外部会自动定义一个临时变量，以tmp初始化，所以调用拷贝构造函数
}
int main(int argc,char* argv[])
{
	cout<<"A a"<<endl;
	A a;//调用无参构造函数
	cout<<"A b(a)"<<endl;
	A b(a);//调用拷贝构造函数
	cout<<"-----------------------------------------------"<<endl;
	b=boo(a);//当把a值传递给形参时，会调用拷贝构造函数；返回时，会定义临时变量以函数内返回值初始化
	system("pause");
	return 0;
}

执行结果： A a 无参构造函数 A b(a) 拷贝构造函数 ----------------------------------------------- 拷贝构造函数 A tmp = a 拷贝构造函数 return tmp 拷贝构造函数析构函数析构函数赋值运算符重载析构函数请按任意键继续. . .

过野秋风 2013-12-14

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引用 15 楼 yifuyou 的回复:

[Quote=引用 12 楼的回复:] 刚才我说的话是从书上搬来的。我用vs2010的编译器试了一下，发现确实能通过。好吧，我现在也不会了。 [/Quote] 我现在好想明白点了：C++ Primer上说的是不能返回局部变量的引用。我觉得这一点说的不太确切。应该改为：不能返回局部变量的引用给一个引用变量。但是如果返回引用给一个相关的非引用变量的话是可以的。下面的例子可以说明这一点。 #include<iostream> using namespace std; int &ref() { int ivar=1100; //局部变量 int &irvar=ivar; return irvar; // 返回了局部变量的引用 } void test() { int a=b=c=d=e=f=g=h=0; } int main(） { /*这里函数ref返回局部变量的引用，返回后立即把ivar的值重新赋给了变量i，在主函数中i//是有效的，所以能够得到正确的结果*/ int i=ref(); int &j=ref(); //而下面这句，函数ref返回一个引用给引用变量。所以j就是ivar的别名 test(); //此处调用函数test，则会覆盖已经被系统释放的ivar所占的内存空间。 // 如果注释掉这句会发现下面输出j仍然会得到正确的结果 cout<<i<<endl<<j<<endl; } 我是在vc6.0中运行的没注释掉test的时候输出j得到的是一个很大的随机值注释掉test后仍然能够得到1100；所以我觉得书上的那句话有必要改一改：可以返回局部变量的引用，但是千万不要反回局部变量的引用给一个引用变量。

解释的很正确，但是C++primer上的那句话是没错的，确实不能返回局部变量的引用，你的这种不报错的情况只适用于int，double等值类型的，如果你让他返回一个list，vector等这种类型的运行时候是直接会报错的，例如： #include<iostream> #include<list> using namespace std; list<int>& reset() { int j=10; list<int> newlist; while(j>0) { newlist.push_back(j); j--; } return newlist; } int main() { list<int> mylist; //list<int>& mylist; //这个也是一样报错 mylist=reset(); for(list<int>::iterator iter=mylist.begin();iter!=mylist.end();iter++) { cout<<*iter<<endl; } system("pause"); return 0; } 这个程序跑起来就会报内存错误，因为无论是赋给引用的或者非引用的变量，在调用函数返回后，newlist的值都被list的析构函数中的clear（）清除了，即newlist的指向都是未知的，所以报内存错误！在VS2010中亲测。大部分类都会定义这样的析构函数来释放类中的定义的指针，所以C++Primer中说的也没错，因为它主要考虑的是面向对象程序设计的情况，不过那些值类型的确实有些例外。

neulin 2013-01-28

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引用 15 楼 yifuyou 的回复:

引用 12 楼的回复:刚才我说的话是从书上搬来的。我用vs2010的编译器试了一下，发现确实能通过。好吧，我现在也不会了。我现在好想明白点了：C++ Primer上说的是不能返回局部变量的引用。我觉得这一点说的不太确切。应该改为：不能返回局部变量的引用给一个引用变量。但是如果返回引用给一个相关的非引用变量的话是可以的。下面的例子可以说明这一点。 #i……

我是一个新手，你说的这个我没看明白，只是觉得局部变量没有被立刻销毁，用int i=ref()的时候，值已经被存起来了，而test()的时候，我想是将没用的局部变量的内存覆写了，所以也能理解int& j的结果吧，希望高手指点那。

jianghua327710 2012-10-25

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如果是引用类型的话，返回的是地址，主函数根据地址获取值，如果是局部变量的话，虽然获取到地址，但此时该地址的内容被释放了，如果是局部变量就可以了

一蜉蝣 2012-07-30

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[Quote=引用 7 楼的回复:]
因为局部变量或者局部指针所指的内容(在函数内部，用静态方式分配的内存)在函数返回后，就失效了。

以局部指针为例，局部指针本身是能够正常的返回给调用者的，但是局部指针所指向的内容在函数返回后就没有意义了，也就是说调用所得到的指针，它所指向的内容是没有意义的东西。

可以参考：
关于函数返回值的几种情况
[/Quote]

太谢谢你了豁然开朗

一蜉蝣 2012-07-30

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[Quote=引用 12 楼的回复:]
刚才我说的话是从书上搬来的。我用vs2010的编译器试了一下，发现确实能通过。
好吧，我现在也不会了。
[/Quote]

我现在好想明白点了：C++ Primer上说的是不能返回局部变量的引用。我觉得这一点说的不太确切。应该改为：不能返回局部变量的引用给一个引用变量。但是如果返回引用给一个相关的非引用变量的话是可以的。下面的例子可以说明这一点。

#include<iostream>
using namespace std;
int &ref()
{
int ivar=1100; //局部变量
int &irvar=ivar;
return irvar; // 返回了局部变量的引用
}

void test()
{
int a=b=c=d=e=f=g=h=0;
}

int main(）
{
/*这里函数ref返回局部变量的引用，返回后立即把ivar的值重新赋给了变量i，在主函数中i//是有效的，所以能够得到正确的结果*/
int i=ref();
int &j=ref(); //而下面这句，函数ref返回一个引用给引用变量。所以j就是ivar的别名
test(); //此处调用函数test，则会覆盖已经被系统释放的ivar所占的内存空间。
// 如果注释掉这句会发现下面输出j仍然会得到正确的结果
cout<<i<<endl<<j<<endl;
}

我是在vc6.0中运行的没注释掉test的时候输出j得到的是一个很大的随机值注释掉test后仍然能够得到1100；所以我觉得书上的那句话有必要改一改：可以返回局部变量的引用，但是千万不要反回局部变量的引用给一个引用变量。

一蜉蝣 2012-07-30

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iamnobody 2012-07-29

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换个说法就是,
当返回值是引用类型时,该引用返回值不能绑定到局部对象.

一蜉蝣 2012-07-29

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谁来解答一下啊

一蜉蝣 2012-07-29

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例子敲错了：返回语句少敲了一个分号：return ret;

nimingzhe2008 2012-07-29

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Google了一下英文网站，有人对此的解释是“操作系统还没有立刻将本地变量的内存分配给其他变量，但这是暂时的、不稳定的。”

nimingzhe2008 2012-07-29

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刚才我说的话是从书上搬来的。我用vs2010的编译器试了一下，发现确实能通过。
好吧，我现在也不会了。

nimingzhe2008 2012-07-29

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位于一对{}中的语句叫做block，而在block中声明的变量叫做本地变量，它只在{}中有效。
引用的背后是通过指针实现的。若函数返回本地变量的引用，即代码背后返回一个指针，该指针指向一个已经失效的变量。显然这是错误的
幸运的是，编译器会对这种代码报错。

sliven_ji 2012-07-29

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引用是指一个变量的别名，其本质上其实也是指针，只是不能改变其指向的地址而已。局部变量在退出函数时会释放内存，生命周期结束。而返回的引用实质是返回局部变量的地址。此时该地址下的内存空间已不再属于原来的局部变量了。有可能已分配给别的变量，因此再通过引用来操作该内存空间是不对的。

zhs077 2012-07-29

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局部变量生命周期，当返回后会自动销毁，而返回引用的话，会使用一个已经销毁的对象，这样是不行的

baixiaojin89 2012-07-29

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楼主C++基础不行啊，const string & mainp（）返回引用不是看return返回什么而是看函数的返回类型，这明显是引用嘛！
函数在return执行时是没有完，但你要知道引用传递是传递地址，返回也是返回地址，你是把地址给了人家，函数调用结束后地址上的内容就销毁了，所以你指向的内容有可能不存在，或者被别人用了，这样是不可以的。楼主没有明白引用的本质。

pathuang68 2012-07-29

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因为局部变量或者局部指针所指的内容(在函数内部，用静态方式分配的内存)在函数返回后，就失效了。

以局部指针为例，局部指针本身是能够正常的返回给调用者的，但是局部指针所指向的内容在函数返回后就没有意义了，也就是说调用所得到的指针，它所指向的内容是没有意义的东西。

可以参考：
关于函数返回值的几种情况

sadgod 2012-07-29

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局部变量存放在栈上，函数返回后，这段空间被复用了，存在这里是不靠谱的。

hen_hao_ji 2012-07-29

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http://topic.csdn.net/t/20060824/09/4971592.html
参考10楼

chanhit 2012-07-29

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所谓引用可以认为是变量的别名，局部变量在函数退出后就销毁了，即便return的时候有效，但是一出来，调用者得到的就是一个无效的东东了，另外楼主的例子用自定义类型试一下就知道了

讨论：C++中函数不能返回局部变量的引用，你是怎么理解的？

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