引用引用的地方？

Question

有一个简单的程序

#include <stdio.h>

int counter = 3;

const int& f() {
    return counter++;
}

const int& g() {
    return counter++;
}

const int& h(int w) {
    counter = w;
    return counter;
}

void main()
{
    const int& x = f();
    const int& y = g();
    const int& z = g();
    const int& t = h(123);
    counter = 45678;
    printf("%d %d %d %d", x, y, z, t);
}

为什么它的输出是5 5 5 45678？特别是，为什么x和y是5？如果它们在初始化后仍然连接到计数器，为什么它们不是45679或类似的东西？

Answer 1

因为f和g所做的后增量。

const int& f() {
    return counter++;
}

const int& g() {
    return counter++;
}

counter++实际上并不返回counter，而是一个由operator++(int)返回的临时int对象。在C++中，opreator++有两种形式。

Type& operator++(); //pre-increment
Type operator++(int); //post-increment

第二个版本中的int参数是一个用于区分调用的虚拟参数，因为不能仅在返回类型上超载，因为您可以看到增量后返回的值，而不是引用，因此您将返回一个临时变量的引用！

你可以看到GCC和Clang的警告，如果你把他们打开。https://godbolt.org/z/f1fMP463a

因此，总的来说，您调用UB，因为您返回的引用是悬空的。你遇到了最坏的情况，看起来很管用。

此外，main必须在C++中返回int。

Answer 2

您的程序有未定义的行为。f和g的返回值在调用它们的语句末尾不再存在，因此x、y和z在声明后不引用任何内容。

Answer 3

就像到目前为止所给出的答案的补充:为什么没有明确的行为？让我们考虑一个假设的operator++实现：

template <typename T>
T& operator++(T& t) // pre-increment:
{
    t = t + 1;
    return t;
}
// should be clear so far...

template <typename T>
T operator++(T& t, int) // post-increment:
{
    // t = t + 1; // cannot do now, how to return the old value then???
    T b = t;      // need to store the value in a backup copy first!
    t = t + 1;    // NOW we can
    return t;     // need to return the OLD value -> cannot return by reference either,
                  // it's a TEMPORARY ...
}

当您现在使用operator++ (它本身返回一个临时的)时，您将返回一个对临时的引用，该引用在返回-未定义的行为之后不再存在。

为什么你现在看到5？纯技术(仍然是UB!)：由于f和g看上去是相同的，所以它们在被调用时对堆栈的末尾使用相同的偏移量，并且被一个接一个地调用，因此它们都在同一个堆栈端开始存储临时的堆栈地址，这就是引用被绑定到的地方。注意，这最后包含最后一次增量之前的值，因此5，而不是6。h不需要堆栈上的任何附加值，因此那里的值不会被覆盖--只是在执行赋值时是一样的，因此该值仍然保留。如果h出于某种原因使用堆栈本身，您可能会看到完全不同的东西..。