c++ - 暗示返回值不被存储的方法

Question

我们可以使用nodiscard属性来暗示函数的返回值不应被丢弃。是否有任何属性(或其他方式)来暗示一些相反语义:函数的返回值只能临时使用(我的意思是“临时”，不分配给除本地变量之外的任何变量)？

由于目的可能不会立即明确，请考虑我有一个类 FooHolder 来保存资源 Foo；调用 FooHolder::getFoo() 返回当前持有的 Foo:

#include <memory>

class Foo {
public:
    Foo& bar() { /* do something */ return *this; }
    const Foo& far() const { /* do something else */ return *this; }
};

class FooHolder {
private:
    std::shared_ptr<Foo> _foo { nullptr };

public:
    FooHolder(): _foo(std::make_shared<Foo>()) {}

    Foo& getFoo() { return *_foo; }
    const Foo& getFoo() const { return *_foo; }
};

我们可以通过多种方式使用它:

// Others may try storing some status:
Foo* g_foo = nullptr;

int main() {
    FooHolder foo_holder {};

    // I want to support this:
    foo_holder.getFoo().bar().far() /* chained calls... */ ;

    // Also, maybe this:
    auto& local_foo = foo_holder.getFoo();
    local_foo.bar();
    local_foo.far();

    // But not this, because the Foo instance that FooHolder holds may perish:
    static Foo& static_foo = foo_holder.getFoo();

    // Nor this:
    g_foo = &local_foo;

    return 0;
}

那么有没有办法阻止(或至少警告)存储 FooHolder::getFoo() 的返回值？或者，通过引用返回资源是不好的做法吗？

Answer 1

[...] is it bad practice to return resources by reference?

这要看情况。有很多返回非常量引用的方法的示例，它们都很好。例如，考虑标准容器元素访问器。然而，它们并不用于封装。 std::vector::operator[] 并不是要向调用者隐藏元素，而是要提供对其的直接访问。返回非常量引用不是封装!事实恰恰相反。请注意，std::vector 甚至授予您对其 data() 的访问权限。这也不是封装，它依赖于用户不delete[] some_vect.data()或做其他会破坏 vector 的错误事情。

您希望 FooHolder 封装所包含的 Foo。

这是相反的要求。

您基本上有两个选择:A) 调用者知道他们在做什么。他们阅读文档。他们知道不应该以错误的方式使用 FooHolder::getFoo。 B) 使用适当的封装:永远不要让调用者直接访问非常量 Foo:

class FooHolder {
private:
    std::shared_ptr<Foo> _foo { nullptr };

public:
    FooHolder(): _foo(std::make_shared<Foo>()) {}

    // nope // Foo& getFoo() { return *_foo; }
    // maybe // const Foo& getFoo() const { return *_foo; }
    
    FooHolder& bar() { 
            _foo->bar();
            return *this;
    }
    // ..same for far() ...
};

请注意，A) 是一个可行的解决方案。考虑一下像 std::shared_ptr 这样的东西也可能被错误地使用。用户应该知道如何正确使用它。不同之处在于 std::shared_ptr 是一个标准类型，具有大量文档。因此，如果这是正确的选择，您应该三思而后行。

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So are there ways to prevent (or at least warn about) storing the return value of FooHolder::getFoo()?

没有。一旦你返回了一个非常量引用，所有的赌注都会被取消。 FooHolder 不再控制调用者可以使用该引用执行哪些操作。您可以阻止复制或移动，但无法阻止保留引用。