条款21：必须返回对象object时，不要返回其引用reference

如下为一个有理数类，其中包含一个用来计算乘积的函数：

#include <iostream>

using namespace std;

class Rational
{
public:
    Rational(int numerator = 0, int denominator = 1)
    {
        n = numerator;
        d = denominator;
    }

private:
    int n, d;
    friend const Rational operator*(
        const Rational& lhs, const Rational& rhs)
        {
            Rational result(lhs.n * rhs.n, lhs.d * rhs.d);
            return result;
        }
};

int main()
{
    Rational a(1, 2);       // a = 1/2
    Rational b(3, 5);       // b = 3/5
    Rational c = a * b;     // c = 3/10

    return 0;
}

 

1> 如果上述函数operator*返回一个Rational&会怎么样呢？编译器会发出警告说返回一个local变量的引用。我们知道这个变量是在stack上存放的，在函数退出时就被销毁了，因此是返回了一个指向销毁空间的引用，如果调用这用这个返回的引用来工作，极有可能发生“行为没有定义”的结果。因此切记不要返回一个指向local变量的引用。

 

2 > 但是我们现在又会想，我可以在heap上创建这个对象啊，这样返回引用就不是指向临时对象了，如下所示：

friend const Rational& operator*(
        const Rational& lhs, const Rational& rhs)
        {
            Rational* result = new Rational(lhs.n * rhs.n, lhs.d * rhs.d);
            return *result;
        }

这样做确实可以避免返回临时对象的引用，但是还是存在问题：new出来的对象谁来负责delete啊？，如下使用时：

Rational w, x, y, z;

w = x * y * z;

相当于调用operator*(operator*(x, y), z)，即new了两次，那么就需要delete两次，但是使用者却没办法得到reference背后的指针，因此发生内存泄漏了。

 

3> 当然了或许你还知道一种避免调用构造函数的解决办法，那就是使用local static特性：

const Rational& operator(const Rational& lhs, const Rational& rhs)
{
    static Rational result;        // static对象，此函数返回该对象的reference
    result = ...;
return result;
}

如果执行如下调用：

if((a * b) == (c * d))，会发现 if 条件永远为真，不论如何选择abcd，这是什么原因？这就是static的特性了，在等号两边比较的数都由static变量指定，虽然计算a * b和c * d时，result都会改变，但是不论哪个乘积先被计算，最终只有一份static变量，就是说最后比较时，等价于要么是：a * b == a * b，要么是c * d == c * d。

 

因此结论是：

• 无论是stack还是heap，如果应该返回object时，最好不要返回reference。
• 绝不要返回指向local stack对象的reference或者pointer。
• 绝不要返回指向local static对象reference或者pointer。
• 绝不要返回指向heap object的reference。