Return 来自函数的局部引用

Question

我正在尝试了解这种（奇怪的？）g++ 行为内部发生了什么。

#include <iostream>
using namespace std;
int& f(void) {
  int a = 9;
  int& b = a;
  return a;
}
int main(void) {
  int& l = f();

  cout << ++l << '\n' << l << '\n';
}

当 returning a 本身并将其绑定到 l 时，我收到警告（引用局部变量）和 seg.fault 如果我从l，但是当 returning b 本身时，我不仅没有得到 seg.fault，而且我可以在 l 的值随机更改之前从 l（我猜是 UB）访问它一次。但是这里到底发生了什么？

这两个return不一样吗？ g++ 是否在 return 之后自动将 a's 区域标记为不可用，因此 seg.fault 而由于某种原因允许 b 寿命更长？

Answer 1

不，C++ 编译器不会将区域标记为不可用。

段错误只是未定义行为表现出来的多种方式之一。这实际上是一种更友好的方式，因为它会让您及早注意到它。

你负责一生。如果你弄错了，结果就是未定义的行为。也不例外。不是段错误。 随便什么。

一个可能的症状是“它似乎有效”。另一个是段错误。其他包括文字时间旅行（其中 UB 稍后在程序中使较早的代码表现不同）、您的计算机硬盘驱动器变得不可用、有人获取您的信用卡信息、您的浏览器历史记录通过电子邮件发送到您的联系人列表等。

一些编译器在调试模式下使用位模式标记释放的内存以帮助调试。

Answer 2

您的主要问题是为什么 gcc 在其中一个选项中不发出警告。这两种选择都是未定义的行为，唯一的区别是在一种情况下编译器可以检测到它并警告你。

C++ 标准不需要对未定义的行为进行诊断。来自您的编译器的任何诊断都是额外的好处；尽管现代 C++ 编译器非常聪明，但它们并不总能弄清楚编译后的代码 will result in demons flying out of your nose.

P.S。 gcc 10.2 会针对 return b; 选项发出带有 -O3 选项的警告。只有 -Wall，gcc 还会发出 a 2nd 未定义行为的警告，你可以自己发现它是什么。

Answer 3

But what exactly happens here?

未定义的行为。

Aren't the two returns identical?

源代码在语法上明显不同。这两个程序没有相同的语义，因为两个程序都没有任何语义，因为两个程序的含义都是未定义的。因此，不能保证程序的行为相同。

Does g++ automatically mark a's area as unusable after the return

也许吧。基于那个观察，我不会假设情况就是这样，但这可能是真的。查看GCC源码确认。

Return 来自函数的局部引用

Return a local reference from function

c++

reference