这是一个真正的问题吗：警告 C4172：返回局部变量或临时变量的地址

Question

以下代码删除警告 C4172：使用 MSVC returning Windows 下局部变量或临时变量的地址。但我想知道在这种情况下这是否是一个真正的错误？我知道这里有很多类似的主题，并且我已经从这个警告中阅读了很多类似的主题。所以在这种情况下，returning 值是来自“main”函数的指针，它应该一直存在到程序结束。如果 returningLocalPointer 会 return: "A something; return &something;"那么是的，这将是一个问题，但在这种情况下，我们 return 一个指针存在，直到“主要”结束。还是我错了？

class A
{
};

A* returningLocalPointer(A* a)
{
    return a;
}

template<typename T>
T const& doWarning(T const& b)
{
    A* c = returningLocalPointer(b);
    return c;            // error if uses call-by-value
}

int main()
{
    A d;
    auto m = doWarning(&d);       //run-time ERROR
}

Answer 1

您正在返回对局部变量 c 的引用，因此您的代码具有未定义的行为。您可能会“走运”，m 最终会恰好成为指向 d 的指针，但不能保证。

此代码将定义行为，因为它返回对 d 的引用而不是对 c 的引用，但它仍将具有未定义的行为（因此可能仍会产生警告）如果doWarning 使用临时值调用：

A* returningLocalPointer(A* a)
{
    return a;
}

template<typename T>
T const& doWarning(T const& b)
{
    A* c = returningLocalPointer(&b);
    return *c;
}

int main()
{
    A d;
    auto& m = doWarning(d);
    // Undefined behaviour
    auto& n = doWarning(A{});
}

Answer 2

让我们使用 T = A*“实例化”该函数（就像您使用 doWarning(&d) 调用它时所做的那样）：

template
A* const& doWarning<A*>(A* const& b)
{
    A* c = returningLocalPointer(&b);
    return c;
}

你或许能看出问题出在哪里。 c 是通过引用 return 编辑的，但它是一个局部变量，会立即被销毁，因此 doWarning 将始终 return 悬空引用。

MSVC 似乎对本地指针和本地引用使用了相同的警告，这就是为什么它在真正谈论引用时谈论地址。 GCC 警告可能更清楚：

In instantiation of 'const T& doWarning(const T&) [with T = A*]':
warning: reference to local variable 'c' returned [-Wreturn-local-addr]
    return c;            // error if uses call-by-value
           ^
note: declared here
    A* c = returningLocalPointer(b);
       ^

Answer 3

是的，这是一个真正的问题。您的程序的行为未定义。 c与b所引用的指针是不同的对象，其生命周期结束于doWarning。这两个指针指向同一个 A 对象 (d)，但这并不意味着它们是同一个对象。

为了说明，我将逐行或多或少地使用图表：

A d;
auto m = doWarning(&d);

这将创建一个名为 d 的 A 对象，并将指向该对象的匿名指针传递给 doWarning。我稍后会讲到 m，但现在游戏中的对象看起来像这样：

               d
┌─────┐       ┌─────┐
│     │       │     │
│  A* ├──────►│  A  │
│     │       │     │
└─────┘       └─────┘

template<typename T>
T const& doWarning(T const& b)
{

在这里，T 将被推断为 A*，因为这是传递给它的。 doWarning 通过引用接受其参数，因此 b 的类型将为 A* const &。也就是说，b 是从 main:

指向 d 的匿名指针的引用

 b                                 d
┌───────────┐       ┌─────┐       ┌─────┐
│           │       │     │       │     │
│ A* const& ├──────►│  A* ├──────►│  A  │
│           │       │     │       │     │
└───────────┘       └─────┘       └─────┘

A* c = returningLocalPointer(b);

在这里您创建另一个指针 c，它指向与 b 相同的对象。我不会看 returningLocalPointer，因为它或多或少是无关紧要的。此行可以替换为 A* c = b; 并且不会有任何改变。您的对象现在看起来像这样：

 b                                 d
┌───────────┐       ┌─────┐       ┌─────┐
│           │       │     │       │     │
│ A* const& ├──────►│  A* ├──────►│  A  │
│           │       │     │       │     │
└───────────┘       └─────┘       └─────┘
                                     ▲
                     c               │
                    ┌─────┐          │
                    │     │          │
                    │  A* ├──────────┘
                    │     │
                    └─────┘

如您所见，c 与 b 引用的对象不同。

return c;

因为 doWarning return 是一个 A* const&（因为 T 是 A*），这初始化了 return 值来引用局部变量 c:

 b                                 d
┌───────────┐       ┌─────┐       ┌─────┐
│           │       │     │       │     │
│ A* const& ├──────►│  A* ├──────►│  A  │
│           │       │     │       │     │
└───────────┘       └─────┘       └─────┘
                                     ▲
return value         c               │
┌───────────┐       ┌─────┐          │
│           │       │     │          │
│ A* const& ├──────►│  A* ├──────────┘
│           │       │     │
└───────────┘       └─────┘

现在 doWarning 结束，所以它的局部变量 c 超出范围并且它的生命周期结束。这使得 doWarning 的 return 值悬而未决：

 b                                 d
┌───────────┐       ┌─────┐       ┌─────┐
│           │       │     │       │     │
│ A* const& ├──────►│  A* ├──────►│  A  │
│           │       │     │       │     │
└───────────┘       └─────┘       └─────┘

return value
┌───────────┐
│           │
│ A* const& ├──────► Nothing here anymore
│           │
└───────────┘

auto m = doWarning(&d);

现在我们回到 m。 auto 本身永远不会推导出引用类型，因此 m 的类型被推导出为 A*。这意味着程序将尝试复制 doWarning returned 的引用所引用的指针。 doWarning 的 return 值引用的指针不再存在。试图复制一个不存在的对象是错误的，如果程序这样做，它的行为是未定义的。

这是一个真正的问题吗：警告 C4172：返回局部变量或临时变量的地址

Is this a real problem: warning C4172: returning address of local variable or temporary

c++

templates

warnings

pointers