c++ std：：string引用类成员的奇怪行为

chy5wohz 于 2023-08-09 发布在其他

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给定此代码：

#include <iostream>

class Foo {
    public:
        Foo(const std::string& label) : label_(label) {}

        void print() {
            std::cout << label_;
        }

    private:
        const std::string& label_;
};

int main() {
    auto x = new Foo("Hello World");
    x->print();
}

字符串
我明白

Hello World!

型
当我运行它。如果我这样修改它：

// g++ -o test test.cpp -std=c++17
#include <iostream>

class Base {
    public:
        Base(const std::string& label) : label_(label) {}

        void print() {
            std::cout << label_;
        }

    private:
        const std::string& label_;
};

class Derived : public Base {
    public:
        Derived(const std::string& label) : Base(label) {}
};

int main() {
    auto x = new Derived("Hello World");
    x->print();
}

型
我仍然得到：

Hello World

型
但如果我这样修改它：

// g++ -o test test.cpp -std=c++17
#include <iostream>

class Base {
    public:
        Base(const std::string& label) : label_(label) {}

        void print() {
            std::cout << label_;
        }

    private:
        const std::string& label_;
};

class Derived : public Base {
    public:
        Derived() : Base("Hello World") {}
};

int main() {
    auto x = new Derived();
    x->print();
}

型
我没有得到任何输出。有人能给我解释一下吗？我这样编译程序：

g++ -o test test.cpp -std=c++17

型
这是在Mac上，如果它使一个差异。

c++

来源：https://stackoverflow.com/questions/76789682/weird-behavior-with-stdstring-reference-class-member

2条答案

按热度按时间

zd287kbt1#

这三段代码都是不正确的，label_只是一个指向临时std::string对象"Hello World"的指针，作为一个临时对象，你不能保证字符串在x->print()的时候仍然在label_所指向的位置。
如果我们使用优化，编译器将发出悬挂引用警告，奇怪的是，只有这样它才意识到问题。
在gcc 13.2中使用编译器标志-Wall -Wextra -O3：
https://godbolt.org/z/9xjsxhrTT
推测一下，也许是因为临时变量在main中，在这里声明了对象，因此在作用域中，尽管是一个参数，但允许它存活足够长的时间。在第三种情况下，临时变量被直接传递给基构造函数，因此它可能会在x->print()之前被丢弃。main（动作发生的位置）不知道临时的。
来自Java或C#，除了原始类型之外的所有内容都通过引用传递，没有任何顾虑，这可能会引起一些混乱，事实是C++不是这样，程序员有责任选择，引用类成员不会保存外部引用的数据，如果它是临时的，它会在程序认为适合其内存管理时立即消失。在这种情况下，如注解部分所述，您应该通过值传递数据，而不是通过引用，label_的所有者是Foo，它应该存储在那里。

赞(0）回复(0）举报 2023-08-09

xhv8bpkk2#

在“正常”情况下，将const引用绑定到临时对象会将临时对象的生存期延长到引用的生存期。例如，考虑这样的代码：

std::string foo() { return "Hello World"; }

void bar() {
    std::string const& extended_life = foo();
    std::cout << extended_life << "\n";
}

字符串
foo返回的string是一个临时对象，其生存期通常在创建它的完整表达式（return语句）结束时到期。
但是，因为我们将它绑定到const引用，它的生存期被扩展到引用的生存期，所以当bar打印它时，行为被完全定义。
但是，当涉及的引用是类的成员时，这并不适用。标准没有直接解释为什么会这样，但我怀疑这主要是一个容易或难以实现的问题。
如果我有像Foo const &foo = bar();这样的东西，编译器必须“知道”bar()的声明，以及它的返回类型。它还直接“知道”foo是对const的引用，因此返回的内容和生命周期扩展之间的联系相当直接和直接。
然而，当你在类的内部存储一些东西时，编译器（至少可能）无法访问该类的内部。例如，在第三种情况下，编译器可以编译main，因为只看到了关于Base和Derived的这些内容：

class Base {
    public:
        Base(const std::string& label);
        void print();
    private:
        const std::string& label_;
};

class Derived : public Base {
    public:
        Derived();
};

型
基于此，编译器无法知道传递给ctor的字符串与label_有任何关系，或者print()使用label_。
只有通过分析类内容中的数据流（在编译调用代码时可能不可用），它才能弄清楚label_存储了什么或如何使用它。当代码可能不可用时，要求编译器分析代码将导致语言无法实现。即使所有的源代码都是可用的，这种关系也可能是任意复杂的，在某些时候，编译器将不再能够确定发生了什么，并找出它需要做什么。

赞(0）回复(0）举报 2023-08-09

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