与 const 引用关联的临时对象的生命周期（方法链接）

Question

考虑以下代码片段：

#include <iostream>

struct S {
    ~S() { std::cout << "dtor\n"; }
    const S& f(int i) const { std::cout << i << "\n"; return *this; }
};

int main() {
    const S& s = S(); 
    s.f(2);
}

Output:

2
dtor

即对象生命周期通过引用扩展，这在 Herb 的 article.

中有解释

但是，如果我们只更改一行代码并写成：

const S& s = S().f(1);

对已销毁对象的 f(2) 调用：

Output:

1
dtor
2

为什么会这样？ f() 的 return 值不是 "temporality" 的正确类型吗？

Answer 1

Why did this happen? Is f()'s return value not a correct type of "temporality"?

对，不是。这是最近有点争议的问题："temporality"的官方定义有点开放。

在最近的编译器中，时间性一直在扩大。首先，它仅适用于纯右值（非"reference"）表达式，成员访问（"dot operator"）适用于此类表达式。现在它也适用于转换表达式和数组访问。虽然您可以将移动操作写成 static_cast< T && >( t )，这将保留时间性，但简单地写成 std::move( t ) 不会。

我正在研究 series of proposals 以扩展 C++，因此您的示例将按您的预期工作。该功能出现在 C++17 中的可能性非零。

Answer 2

当你这样写一个函数时...

const S& f(int i) const { std::cout << i << "\n"; return *this; }

...您正在指示编译器 return a const S& 并且您负责确保引用的对象具有适合调用者使用的生命周期。（"ensuring" 可能构成记录与您的设计一起正常工作的客户端使用情况。）

通常 - 将代码典型地分为头文件和实现文件 - f(int) const 的实现甚至对调用代码都不可见，在这种情况下，编译器不知道 S 一个引用可能被 returned，也不知道那个 S 是否是临时的，所以它没有决定是否需要延长生命周期的基础。

除了显而易见的选项（例如，信任客户端编写安全代码，return按值或智能指针），值得了解一个更隐蔽的选项...

const S& f(int i) const & { ...; return *this; }
const S f(int i) const && { ...; return *this; }

函数体重载 f 之前的 & 和 && 如果 *this 是可移动的，则使用 && 版本，否则& 版本被使用。这样，有人将 const & 绑定到 f(...) 调用过期对象将绑定到对象的新副本，并根据本地 const 引用延长生命周期，而当对象还没有过期 const 引用将指向原始对象（只要引用仍然不能保证存在 - 需要一些谨慎）。

与 const 引用关联的临时对象的生命周期（方法链接）

Lifetime of temporary object associated with const reference (method chaining)

c++

reference

lifetime