为什么 const 引用会延长右值的生命周期？

Question

为什么 C++ 委员会决定 const 引用应该延长临时对象的生命周期？

这个事实已经在网上进行了广泛的讨论，包括在 Whosebug 上。解释这种情况的权威资源可能是这个 GoTW：

GotW #88: A Candidate For the “Most Important const”

此语言功能的基本原理是什么？知道吗？

（替代方案是临时对象的生命周期不被任何引用延长。）

我自己最喜欢的基本原理理论是，此行为允许对象隐藏实现细节。使用此规则，成员函数可以在 returning 值或对内部已经存在的值的 const 引用之间切换，而无需更改客户端代码。例如，矩阵 class 可能能够 return 行向量和列向量。为了最小化副本，可以根据实现（行主要与列主要）将一个或另一个 returned 作为参考。任何不能通过引用 returned 的都必须通过复制和 returning 该值来 returned（如果 returned 向量是连续的）。库编写者可能希望有余地在将来更改实现（行主要与列主要），并防止客户编写强烈依赖于实现是行主要还是列主要的代码。通过要求客户端接受 return 值作为 const ref，矩阵 class 可以 return const refs 或值，而无需对客户端代码进行任何更改。不管怎样，如果知道原来的原理，我想知道。

Answer 1

您不是在质疑为什么允许 const 引用绑定到临时对象，而是质疑为什么它们延长了这些临时对象的生命周期。

考虑这段代码：

struct A
{
    void foo() const;
};

A bar();

const A& a = bar();

a.foo();               // (1)

如果 bar() 编辑的临时 return 的生命周期没有延长，那么 a 的任何用法（以行 (1) 为例）都会导致未定义的行为.这将使对临时对象的绑定非参数 const 引用完全无用。

编辑（寻址）：

因此，真正的问题应该是为什么允许将 const 引用变量（不是函数参数）绑定到临时变量。我不知道它最初的理由（可能是唯一正确的理由），但它为我们提供了一个有用的功能。考虑以下示例：

struct B
{
    virtual void foo() const;
};

B bar();

const B& b = bar();

b.foo();               // (1)

这个例子与上一个例子的唯一区别是B::foo()是虚拟的。现在，如果我们决定引入一个新的 class D 作为 B 的子 class 并将 bar() 的 return 类型从B 到 D?

struct B
{
    virtual void foo() const;
};

struct D : B
{
    virtual void foo() const;
};

//B bar();
D bar();

const B& b = bar();

b.foo(); // This will call D::foo()

// In the end the temporary bound by b will be correctly destroyed
// using the destructor of D.

因此，将 const 引用绑定到临时变量简化了对 return 按值编辑的对象的动态多态性的利用。

Answer 2

它于 1993 年提出。其目的是消除绑定到引用时对临时对象的不一致处理。

那时候，还没有 RVO 这样的东西，所以简单地禁止将临时对象绑定到引用会影响性能。

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/1993/N0345.pdf

为什么 const 引用会延长右值的生命周期？

Why do const references extend the lifetime of rvalues?

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