在 C++ 函数中通过引用返回的目的是什么？

Question

我的问题是关于在函数中通过引用返回。例如，我有代码：

main.cpp

class Vector{
public:
    Vector(int a , int b){
        x = a;
        y= b;
    }

    Vector() { }

    int x = 1;
    int y = 1;
};

Vector& operator+(const Vector& lvec ,const Vector& rvec ){
    Vector resvec;
    resvec.x = lvec.x + rvec.x;
    resvec.y = lvec.y + rvec.y;
    return resvec;
}

int main(){
    Vector vecone(1,2);
    Vector vectwo(1,2);
    Vector resultvec = vecone + vectwo;
    cout<<endl<<"X:"<<resultvec.x<<endl<<"Y:"<<resultvec.y;
}

它运行并且工作得很好，但是，我似乎不理解运算符重载函数中引用运算符 ( & ) 的用途，但我在许多源代码中看到它代码包含运算符重载函数。当我解雇运算符时，该程序似乎运行非常好，所以我的问题是 - 在函数中通过引用返回的目的是什么？它是否在我提供的代码中提供特殊的 objective？

Answer 1

这个运算符的定义

Vector& operator+(const Vector& lvec ,const Vector& rvec ){
Vector resvec;
resvec.x = lvec.x + rvec.x;
resvec.y = lvec.y + rvec.y;
return resvec;
}

错了。它 return 是对本地对象 resvec 的引用，该对象将在控件退出函数后销毁。因此引用将无效，因此程序具有未定义的行为。

正确的定义可以是这样的

Vector operator +( const Vector& lvec , const Vector& rvec )
{
    return { lvec.x + rvec.x, lvec.y + rvec.y };
}

或喜欢

Vector operator +( const Vector& lvec , const Vector& rvec )
{
    return Vector( lvec.x + rvec.x, lvec.y + rvec.y );
}

或returned类型可以声明为const Vector

然而，作为return类型的引用经常被使用，尤其是在下标运算符的声明中

举个例子

这是一个演示程序

#include <iostream>

class Vector
{
public:
    Vector( int a , int b ) : x( a ), y( b )
    {
    }

    Vector() : x( 0 ), y( 0 )
    { 
    }

    size_t size() const { return 2; }

    int & operator []( size_t i ) { return i == 0 ? x : y; }
    int operator []( size_t i ) const { return i == 0 ? x : y; }

private:
    int x;
    int y;
};

int main() 
{
    Vector v( 10, 20 );

    for ( size_t i = 0; i < v.size(); i++ ) std::cout << v[i] << ' ';
    std::cout << std::endl;

    for ( size_t i = 0; i < v.size(); i++ ) ++v[i];

    for ( size_t i = 0; i < v.size(); i++ ) std::cout << v[i] << ' ';
    std::cout << std::endl;
}

它的输出是

10 20 
11 21

Answer 2

重点是 operator+ 必须根据语言语法以适合其功能的方式重载。

当你有 (a + b) + c 时，子表达式 (a + b) 应该 return 一个临时值，然后将其添加到 c。所以 return 引用是没有意义的，因为 a + b 应该生成一个与其他值不同的新值。

您确实可以return引用

一个现有的对象，这在语义上是错误的，因为它意味着你正在改变一些东西，而 + 二元运算符不应该。
临时对象，但return对临时对象的引用将只留下一个悬空引用（这就是你的情况）

这就是为什么通常 operator+ 应该 return 一个 T，而不是 T&。这种情况与像 operator+= 或 operator++ 这样的运算符相反，它们确实会改变对象的状态，因此在这种情况下 return 引用是正确的选择。

在 C++ 函数中通过引用返回的目的是什么？

What is the purpose of returning by reference in C++ functions?

c++

reference

function

object

operator-keyword