C++语法应用：从return机制看返回指针，返回引用

前言

        编程是极其注重实践的工作,学习的同时要伴随代码

引入

        此前对返回指针和引用有一些纠结，从return角度来观察发生了什么。

return机制

        函数中return表示代码结束，如果return后面有其他代码将不被执行。

        return发生了值转移，return后面的变量或者值被复制到新变量(地址)中，然后栈空间被释放。

        下面以一段代码演示return，以及查看返回指针和引用，发生了什么

#include<iostream>
using namespace std;

int* fun_pt(int tmp);							//返回指针
int& fun_ref(int tmp);							//返回引用，return值
int& ret_ref(int tmp);							//返回引用，return引用

int main(void) {
	int* a = fun_pt(3);
	cout << "指针指向数据为：" << *a << endl;	//返回临时变量指针，得不到准确结果
	cout << "=============" << endl;

	int b = fun_ref(3);							//返回临时变量引用，值接收，得到准确结果
	cout << "引用指向数据为：" <<b << endl;
	cout << "=============" << endl;

	int c = ret_ref(3);							//返回临时变量引用，值接收，得到准确结果
	cout << "引用指向数据为：" << c << endl;
	int& d = ret_ref(4);						//返回临时变量引用，引用接收，得不到准确结果
	cout << "引用指向数据为：" << d << endl;
}

int* fun_pt(int tmp) {
	int a = tmp;
	return &a;									//返回临时变量地址
}

int& fun_ref(int tmp) {
	int a = tmp;
	return a;									//返回临时变量的引用，return值
}

int& ret_ref(int tmp) {
	int& a = tmp;
	return a;									//返回临时变量的引用，return引用
}

测试结果如下： 

指针指向数据为：-858993460
=============
引用指向数据为：3
=============
引用指向数据为：3
引用指向数据为：1923686208

说明：

        1.return后面跟变量，值或者引用，表达意思是一样的。

        因为return表示把表达式赋值给返回类型。例如fun_pt的return &a;表示int *(变量名)接收&a.在main()函数中的int* a = fun_pt(3);表示指针变量a接收。此时引用在等号右边，在上一篇对引用分析的帖子C++语法应用:返回指向局部变量的引用__使用new分配空间(不推荐)-优快云博客中提到过：引用在等号右边时,相当于解引用指针(取值)，所以在fun_ref和ret_ref两个函数中表示的意思是一样的：返回整型值a。

        2.返回临时变量的指针，得不到正确结果。

        在return &a时，将计算好的a地址赋值给int* 类型变量a（两个a不一样，一个是栈区的临时变量，一个是main函数中的临时变量），这个动作完成后，栈区内存被释放。当下一句*a表示要取整型指针a指向的数据时，原有数据已不存在，所以得到结果是一个看起来很大的数字。

        3.返回局部变量的引用，能否得到正确结果取决于用变量接收还是引用接收 

                1>当返回的引用类型采用变量接收时，发生了值转移，得到的结果是正确的。代码中 

int b = fun_ref(3);
int c = ret_ref(3);

         说明了这一点。而且他们的好处是return时没有使用数据副本，节约了内存空间。

                2>当返回的引用类型使用引用接收时，相当于临时变量的指针返回给引用，所以再次使用该引用时得不到正确结果。代码中

int& d = ret_ref(4);
cout << "引用指向数据为：" << d << endl;    //内存已被释放，d取到的值错误

        说明了这一点。

使用对象测试

        再用类试一下这个观点是否正确。声明一个类

class Demo {
	int age;
public:
	Demo(int ag):age(ag){}
	int get_age() { return age; }
	void set_age(int ag) { age = ag; }
};

        声明一个全局函数，为了看起来更清晰，不用OOP写成对象方法(写成对象方法也不会错，结果不变)

Demo& fun_demo(int age) {
	Demo demo(age);								//生成临时对象
	return demo;								//返回该对象
}

测试代码

int main(void) {
	Demo demo = fun_demo(18);					//变量接收，结果正确
	cout << "你设置的对象的年龄为：" << demo.get_age()<< endl;	
	Demo& demo2 = fun_demo(18);					//引用接收，结果错误
	cout << "你设置的对象的年龄为：" << demo2.get_age()<< endl;
}

运行结果：

你设置的对象的年龄为：18
你设置的对象的年龄为：32759

结论与前面一致。

顺便提一下：在构造函数中常用的，传入引用，返回该引用做属性。这是一种很常见的---使用引用控制传入对象的方法。和这里的代码不矛盾，相当于引用接收引用，而使用引用可以修改原值。

小结

        在实践中发现了<C++ Prime Plus>6th Edition中一个描述不完整的地方。书中描述：不要返回局部变量或临时变量的引用。而实际情况是：可以返回局部变量或临时变量的引用，必须用变量接收。