c++ - 返回时奇怪的 C++ 引用失效

Question

看看下面的代码。这里的目标是通过两个函数(从 ReferenceProvider::getReference() 到 getRef() 到 main())返回一个引用:

#include <tchar.h>
#include <assert.h>
#include <string>

class BaseClass {
public:
  virtual void write() const {
    printf("In base class\n");
  }
};
typedef BaseClass* BaseClassPointer;

class ChildClass : public BaseClass {
public:
  virtual void write() const {
    printf("In child class\n");
  }
};
typedef ChildClass* ChildClassPointer;

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////

ChildClass* g_somePointer = new ChildClass();

class ReferenceProvider {
public:
  const BaseClassPointer& getReference() {
    const BaseClassPointer& val = g_somePointer;
    return val;
  }
};

ReferenceProvider g_provider;

const BaseClassPointer& getRef() {
  std::string test;

  const BaseClassPointer& val = g_provider.getReference();
  return val;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {
  BaseClass* child = getRef();

  assert(child == g_somePointer);
  child->write();

  return 0;
}

现在，当调试此代码(在 Visual C++ 中)时，在 getRef() 中的 return val; 处中断将给您这样的屏幕:

请注意 g_somePointer 和 val 的值是如何相同的。现在，跨过 return 语句，您将看到如下屏幕:

注意 val 是如何变得无效的 (0xcccccccc)。这可能是因为 getRef() 的堆栈已被清除，val 不再可用。

现在的问题是_tmain()中的child会得到这个无效值(0xcccccccc)渲染child 无法使用。所以我的第一个(也是主要)问题是:如何正确地做到这一点？

(请注意，这只是我一直在处理的一些其他代码的浓缩示例。它的结构需要与 with 类似，包括使用对指针的引用。)

让整个事情变得非常奇怪(并且难以调试)的是函数 getRef() 在某些条件下工作:

1. 如果将 g_somePointer 的类型更改为 BaseClass*(来自 ChildClass*)
2. 如果您在 getRef() 中删除局部变量(即行 std::string test;)

在这两种情况下，引用变量 val(在 getRef() 中)不会变得无效，函数将返回正确的指针地址.谁能给我解释一下？

Answer 1

问题出在这里:

const BaseClassPointer& val = g_somePointer;

由于 g_somePointer 具有不同的类型(ChildClass* 可转换为 BaseClass*，但不是同一类型)， val 不能直接引用 g_somePointer。相反，会制作一个临时拷贝，将其转换为正确的类型，val 会引用它。

临时文件只持续 val，在函数末尾超出范围，因此函数返回无效引用。

If you change the type of g_somePointer to BaseClass* (from ChildClass*)

在这种情况下，不需要指针转换，因此 val 可以直接引用 g_somePointer。代码是正确的，但很脆弱。

If you remove the local variable in getRef() (i.e. the line std::string test;)

对于字符串变量，函数末尾有一个析构函数调用，它会覆盖包含临时指针的失效堆栈帧。没有它，没有任何东西会覆盖内存，因此代码似乎可以工作 - 这很不幸，因为它使错误更难被注意到。