为什么我的字符串引用成员变量在 C++ 中设置为空字符串？

Question

考虑以下代码：

class Foo
{
private:
    const string& _bar;

public:
    Foo(const string& bar)
        : _bar(bar) { }

    const string& GetBar() { return _bar; }
};

int main()
{
    Foo foo1("Hey");
    cout << foo1.GetBar() << endl;

    string barString = "You";
    Foo foo2(barString);
    cout << foo2.GetBar() << endl;
}

当我执行此代码时（在 VS 2013 中），foo1 实例在其 _bar 成员变量中有一个空字符串，而 foo2 的相应成员变量包含引用到值 "You"。 这是为什么？

更新：我当然在这个例子中使用 std::string class。

Answer 1

您正在引用一个在 foo1 行末尾被销毁的对象。在 foo2 中，barString 对象仍然存在，因此引用仍然有效。

Answer 2

对于 Foo foo1("Hey")，编译器必须执行从 const char[4] 到 std::string 的转换。它创建一个 std::string 类型的纯右值。这一行相当于：

Foo foo1(std::string("Hey"));

从纯右值到 bar 发生引用绑定，然后从 bar 到 Foo::_bar 发生另一个引用绑定。这里的问题是 std::string("Hey") 是一个临时变量，当它出现的完整表达式结束时就会被销毁。即分号后的std::string("Hey")将不存在

这会导致 悬空引用 因为您现在 Foo::_bar 引用了一个已经被销毁的实例。当您打印字符串时，您会因使用悬空引用而导致 未定义的行为。

行Foo foo2(barString)很好，因为barString存在于foo2的初始化之后，所以Foo::_bar仍然引用std::string的有效实例。未创建临时文件，因为初始化程序的类型与引用的类型匹配。

Answer 3

是啊，这就是C++和理解的妙处：

对象的生命周期
该字符串是 class 而文字字符数组不是 "strings"。
隐式构造函数会发生什么。

无论如何，string是一个class，"Hey"其实只是一个字符数组。因此，当您使用 "Hey" 构造 Foo 时，它需要对字符串的引用，它会执行所谓的隐式转换。发生这种情况是因为 string 有一个来自字符数组的隐式构造函数。

现在是对象问题的生命周期。为您构建了这个字符串后，它位于何处以及它的生命周期是多少。好吧，实际上对于那个调用的值，这里是 Foo 的构造函数，以及它调用的任何东西。所以它可以调用各种函数并且该字符串是有效的。

但是，一旦该调用结束，该对象就会过期。不幸的是，您在 class 中存储了对它的 const 引用，并且您可以这样做。编译器不会抱怨，因为您可能会存储一个指向寿命更长的对象的 const 引用。

不幸的是，这是一个令人讨厌的陷阱。我记得有一次我故意给了我的构造函数，它真的想要一个 const 引用，一个非 const 引用，目的是确保这种情况不会发生（也不会收到临时引用）。可能不是最好的解决方法，但当时有效。

大多数时候你最好的选择就是复制字符串。它比你想象的要便宜，除非你真的处理了很多很多这样的东西。在你的情况下，它可能不会实际复制任何东西，编译器会秘密地移动它制作的副本。

您还可以对字符串进行非常量引用，并"swap"它在

在 C++11 中，还有一个使用移动语义的选项，这意味着传入的字符串将变为 "acquired"，它本身会失效。这在您确实想要使用临时变量时特别有用，您的例子就是这样（尽管大多数临时变量是通过显式构造函数或 return 值构造的）。

Answer 4

问题是在这段代码中：

Foo foo1("Hey");

来自字符串文字 "Hey"（原始 char 数组，更准确地说 const char [4]，考虑 Hey 中的三个字符和终止符[=16=]) 创建了一个 temporary std::string 实例，并将其传递给 Foo(const string&) 构造函数。

此构造函数将此临时字符串的引用保存到 const string& _bar 数据成员中：

Foo(const string& bar)
        : _bar(bar) { }

现在，问题是您正在将 reference 保存到 temporary 字符串。所以当临时字符串"evaporates"时（在构造函数调用语句之后），引用变成了dangling，即它引用了("points to...") 一些垃圾。
因此，您会导致 未定义的行为 （例如，在 Windows 上使用 MinGW 和 g++ 编译您的代码，我得到不同的结果）。

相反，在第二种情况下：

string barString = "You";
Foo foo2(barString);

您的 foo2::_bar 引用与 ("points to") barString 关联，即 而不是 临时的，但是在 main() 中是一个局部变量。因此，在构造函数调用之后，当您使用 cout << foo2.GetBar().

打印字符串时， barString 仍然存在

当然，要解决这个问题，您应该考虑使用 std::string 数据成员，而不是引用。
这样，字符串将被深度复制到数据成员中，即使构造函数中使用的输入源字符串是临时的（并且 "evaporates" 在构造函数调用之后）。

为什么我的字符串引用成员变量在 C++ 中设置为空字符串？

Why is my string reference member variable set to an empty string in C++?

c++

string

reference

pass-by-reference