c++ - 使用 const-cast 通过非常量引用来延长临时的生命周期

Question

这是最近出现的事情，我觉得它不应该像它显然那样起作用:

#include <iostream>
#include <memory>

int main()
{
    std::shared_ptr<int>& ptr = const_cast<std::shared_ptr<int>&>(
        static_cast<const std::shared_ptr<int>&>(
            std::shared_ptr<int>(
                new int(5), [](int* p) {std::cout << "Deleting!"; *p = 999;  delete(p); }
            )
        )
    );
    std::cout << "I'm using a non-const ref to a temp! " << *ptr << " ";
}

使用shared_ptr此处不是必需的，但自定义删除器可以轻松演示结果对象的生命周期。 Visual Studio、Clang 和 GCC 的输出结果是相同的:

I'm using a non-const ref to a temp! 5 Deleting!

意味着生成的 shared_ptr 的生命周期已通过某种机制进行扩展以匹配 std::shared_ptr<int>& ptr 的机制.

发生了什么事？

现在，我知道在常量引用的情况下，临时对象的生命周期将延长到引用的生命周期。但唯一的命名对象是非常量引用，我希望所有其他中间表示的生命周期仅等于初始化表达式。

此外，Microsoft 有一个扩展，它允许非常量引用来延长绑定(bind)临时对象的生命周期，但即使该扩展被禁用，这种行为似乎仍然存在，此外，也出现在 Clang 和 GCC 中。

根据this answer我相信临时被隐式创建为 const ，因此尝试修改 ptr 引用的对象可能是未定义的行为，但我不确定知识是否能告诉我有关生命周期为何延长的任何信息。我的理解是，这是修改 UB 的 const 的行为，而不是简单地对其进行非常量引用。

我对应该发生的事情的理解如下:

1. Type()创建一个没有 cv 规范的纯右值。

2. static_cast<const Type&>(...)将该纯右值具体化为 const xvalue，其生命周期等于内部表达式。然后我们创建一个对该 const xvalue 的 const lvalue 引用。 xvalue 的生命周期被延长以匹配 const lvalue 引用的生命周期。

3. const_cast<Type&>(...)生成一个左值引用，然后将其分配给 ptr 。 const 左值引用随后过期，并带走具体化的 xvalue。

4. 我尝试阅读悬空引用 ptr坏事就会发生。

我的理解有什么问题吗？为什么斜体部分不会出现？

作为一个额外的问题，我是否正确地认为底层对象是 const，并且任何通过此路径修改它的尝试都会导致未定义的行为？

Answer 1

任何引用都可以延长对象的生命周期。但是，非常量引用无法绑定(bind)到临时引用，如您的示例所示。您引用的 Microsoft 扩展不是“通过非常量引用延长生命周期”，而是“让非常量引用绑定(bind)到临时对象”。他们具有该扩展，以便向后兼容他们自己以前损坏的编译器版本。

通过强制转换，您强制将非常量引用绑定(bind)到临时对象，这似乎不是无效的，只是不寻常，因为它不能直接完成。完成绑定(bind)后，非常量引用的生命周期就会延长，就像常量引用一样。

更多信息:Do *non*-const references prolong the lives of temporaries?