C++中的函數(shù)返回值問題

第C++中的函數(shù)返回值問題目錄1、返回值2、指針類型的函數(shù)返回指針3、返回引用4、綜合示例首先，強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)，和函數(shù)傳參一樣，函數(shù)返回時也會做一個拷貝。

從某種角度上看，和傳參一樣，也分為三種：

返回值：返回任意類型的數(shù)據(jù)類型，會將返回數(shù)據(jù)做一個拷貝（副本）賦值給變量；由于需要拷貝，所以對于復(fù)雜對象這種方式效率比較低（調(diào)用對象的拷貝構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)）；例如：inttest(){}或者Pointtest(){}返回指針：返回一個指針，也叫指針類型的函數(shù)，在返回時只拷貝地址，對于對象不會調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)；例如：int*test(){}或者Point*test(){}返回引用：返回一個引用，也叫引用類型的函數(shù)，在返回時只拷貝地址，對于對象不會調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)；例如：inttest(){}或者Pointtest(){}

一般來說，在函數(shù)內(nèi)對于存在棧上的局部變量的作用域只在函數(shù)內(nèi)部，在函數(shù)返回后，局部變量的內(nèi)存會自動釋放。因此，如果函數(shù)返回的是局部變量的值，不涉及地址，程序不會出錯；但是如果返回的是局部變量的地址（指針）的話，就會造成野指針，程序運(yùn)行會出錯。因?yàn)楹瘮?shù)只是把指針復(fù)制后返回了，但是指針指向的內(nèi)容已經(jīng)被釋放，這樣指針指向的內(nèi)容就是不可預(yù)料，調(diào)用就會出錯。

1、返回值

inttest1(){

inta=1;

returna;

}

返回值是最簡單有效的方式，他的操作主要在棧上，根據(jù)函數(shù)棧的特性局部變量a會在函數(shù)結(jié)束時被刪除，為了返回a的值，需要產(chǎn)生a的復(fù)制。

如果a原子類型這當(dāng)然也無所謂，但是如果a是大的對像，那么對a的復(fù)制將會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的資源和性能消耗。

注：函數(shù)返回值本身因?yàn)闆]有名稱或引用，所以是右值，是不能直接操作的。

2、指針類型的函數(shù)返回指針

若函數(shù)的返回值是指針，該函數(shù)就是指針類型的函數(shù)。（即函數(shù)return一個指針，該指針可以是任何類型的）

1）指針類型的函數(shù)定義：

類型*函數(shù)名(參數(shù))

int*test1(){

int*b=newint();

*b=3;

returnb;

}

根據(jù)函數(shù)棧的特性也會產(chǎn)生復(fù)制，但是這個復(fù)制只是4（或8）字節(jié)，對于返回大型對像或數(shù)組來說可減少資源。但是返回指針資源的清理工作交給了調(diào)用者，這某種意義上違反了誰申請誰銷毀的原則。

注：函數(shù)返回指針也是右值，同樣無法操作。

2）說明：

不要將非靜態(tài)局部地址用作函數(shù)返回值：因?yàn)榫植康刂吩陔x開函數(shù)后就失效了?？梢栽诤瘮?shù)中用動態(tài)內(nèi)存分配（new）的地址返回，但需要注意內(nèi)存分配和釋放不在同一級別，不要忘記釋放，否則內(nèi)存泄露；可以在主調(diào)函數(shù)中定義數(shù)組，函數(shù)中對該數(shù)組進(jìn)行操作，然后返回其中一個元素的地址；

3、返回引用

1）引用類型函數(shù)的定義：

類型函數(shù)名(參數(shù))

inttest3(){

int*c=newint();

*c=5;

return*c;

}

引用是C++中新添加的概念，所以返回引用也是C++中相對于C來說所沒有的。引用是值的別名，和指針一樣不存在對大對像本身的復(fù)制，只是引用別名的復(fù)制。引用是左值，返回引用可以直接操作，也就可以進(jìn)行連續(xù)賦值，最經(jīng)典的示例是拷貝構(gòu)造函數(shù)和運(yùn)算符重載一般返回引用。

test3()+=3;

2）說明：

和返回指針一樣，不要將非靜態(tài)局部變量的引用用作函數(shù)返回值：因?yàn)榫植康刂吩陔x開函數(shù)后就失效了。和返回指針一樣，用動態(tài)內(nèi)存分配（new）的局部指針可以作為引用返回，但是和返回指針一樣需要調(diào)用者自己去清理內(nèi)存，否則內(nèi)存泄露；

總結(jié)：

在C時代函數(shù)只能返回值、指針兩種，這兩種返回的都是右值；前者對于返回對象時要進(jìn)行拷貝，效率比較低（會執(zhí)行對象的拷貝構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)），后者不會發(fā)生；

C++時代除了上面兩種外，多了返回引用，這種返回時一種左值，特性和返回指針一樣；

4、綜合示例

1）返回棧內(nèi)局部變量：

#includeiostream

usingnamespacestd;

intfun1(){

inti=1;

cout"fun1iaddress"iendl;

returni;//ok,返回值是i值得拷貝

int*fun2(){//指針類型的函數(shù)

inti=2;

int*ip=

cout"fun2iaddress"ipendl;

returnip;//Wrong!返回值是ip指針的拷貝,但該地址在函數(shù)結(jié)束后會釋放變得無效

intmain(){

intr1=fun1();

cout"mainfun1returniaddress"r1endl;

coutr1endl;//1

int*r2=fun2();

cout"mainfun2returniaddress"r2endl;

//這里有可能出錯:具體看對應(yīng)的內(nèi)存是否被覆蓋,但總之該內(nèi)存已無效

cout*r2endl;//0

return0;

}

輸出：

fun1iaddress0x7ffc49e9b69c

mainfun1returniaddress0x7ffc49e9b6b4

1

fun2iaddress0x7ffc49e9b694

mainfun2returniaddress0x7ffc49e9b694

0

我們在看一個對象的例子：

#includeiostream

usingnamespacestd;

classPoint{

public:

Point(inta,intb):x(a),y(b){}

intgetX();

voidsetX(intx);

private:

intx,y;

intPoint::getX(){

returnx;

voidPoint::setX(inta){

x=a;

Pointfunc(intx){

Pointp(x,100);

cout"func1paddress:"pendl;

returnp;//ok,發(fā)生一次Point拷貝

Point*func2(intx){//指針函數(shù)

Pointp(x,200);

cout"func2paddress:"pendl;

return//wrong,返回值是p地址的拷貝,但該地址在函數(shù)結(jié)束后會被釋放變得無效

main(){

Pointp=func(1);

cout"mainreturnpaddress:"pendl;

cout"mainreturnpx:"p.getX()endl;

Point*p2=func2(2);

cout"mainreturnpaddress:"p2endl;

cout"mainreturnpx:"p2-getX()endl;

}

編譯的時候會有一個警告：

test88.cpp:InfunctionPoint*func2(int):

test88.cpp:26:9:warning:addressoflocalvariablepreturned[-Wreturn-local-addr]

Pointp(x,200);

^

輸出：

func1paddress:0x7fff0f005270

mainreturnpaddress:0x7fff0f005290

mainreturnpx:1

func2paddress:0x7fff0f005270

mainreturnpaddress:0x7fff0f005270

mainreturnpx:6299776

結(jié)論：對于棧內(nèi)局部變量，采用一般的返回值，實(shí)際上是對返回值的一次值拷貝，在內(nèi)存里會有兩個示例；對于指針類型函數(shù)的返回值，實(shí)際上是對地址的一次拷貝，內(nèi)存只有一個示例，但該地址是一個非法的地址，在使用時會出現(xiàn)問題。

2）返回字符串：

通過char*s=Hello的方式得到的是一個字符串常量Hello，存放在只讀數(shù)據(jù)段（.rodatasection），把該字符串常量的只讀數(shù)據(jù)段的首地址賦值給了指針s，所以函數(shù)返回時，該字符串常量所在的內(nèi)存不會被回收，所以能正確地通過指針訪問。

#includeiostream

usingnamespacestd;

char*fun1(){

char*s="hello";

returns;//ok

intmain(){

char*c1=fun1();

coutc1endl;

//常量，無法在修改

return0;

}

3）靜態(tài)變量：

可以把局部變量聲明為static靜態(tài)變量。這樣變量存儲在靜態(tài)存儲區(qū)，程序運(yùn)行過程中一直存在。

int*fun3(){

staticinti=5;

cout"fun3iaddress:"iendl;

return

intmain(){

int*r1=fun3();

cout"mainreturniaddress:"r1endl;

cout*r1endl;

}

輸出：

fun3iaddress:0x602078

mainreturniaddress:0x602078

5

4）數(shù)組：

數(shù)組是不能作為函數(shù)的返回值的。因?yàn)榫幾g器會把數(shù)組名認(rèn)為是局部變量（數(shù)組）的地址。返回一個數(shù)組，實(shí)際上是返回指向這個數(shù)組首地址的指針。函數(shù)結(jié)束后，數(shù)組作為局部變量被釋放，這個指針則變成了野指針。但是聲明數(shù)組是靜態(tài)的，然后返回是可以的。

int*fun4(){

staticinta[2]={4,5};

cout"fun4a[]address:"aendl;

returna;

intmain(){

int*r2=fun4();

cout"mainreturna[]address:"r2endl;

cout*r2endl;

}

輸出：

fun4a[]address:0x60207c

mainreturna[]address:0x60207c

4

5）堆內(nèi)變量：

函數(shù)返回指向存儲在堆上的變量的指針是可以的。但是，程序員要自己負(fù)責(zé)在函數(shù)外釋放（free/delete）分配。

int*fun5(){

int*j=newint;

*j=99;

cout"fun5jaddress:"jendl;

returnj;

intmain(){

int*r3=fun5();

cout"mainreturnjaddress:"r3endl;

cout*r3endl;

*r3=100;

cout*r3endl;

deleter3;

}

輸出：

fun5jad