函数返回值是否使用引用类型的问题：理解引用、返回值

　　这样做的好处在于：（1）保证在运算中，c 与 d 的值不会意外被 修改；（2）d 对应的实际参数可以为常量也可以为变量。

　　在本文中，主要讨论函数（尤其是与类相关的函数——成员函数或友元函数）返回值类型何时用引用的问题。

　　一、函数返回值为引用的典型案例

　　在做输入输出重载时，重载函数返回流对象，如：

　　在例程1的第11和12行，运算符重载函数的返回值类类被声明为引用；在第22行和30行，这两个函数的实现中，分别返回了输入流对象input和输出流对象output（要注意到这两个对象是作为形式参数出现的，且都为引用）。实际上，<<和>>运算符对其他类型重载时也是这样处理的。这样处理的好处在于，函数返回的输入/出流还可以继续用于其他数据的输入/出，使我们能用cin>>i,j;和cout<<i<<","<<j<<endl;的形式输入/出。

　　以例程1中的第69行（cout<<"c1="<<c1<<endl; ）为例。

　　cout<<"c1="<<c1<<endl; 中首先执行的是oprate<<(cout,"c1=")。实际参数——输出流对象cout（本身为引用）传递给形式参数output，在完成输出字符串"c1="的任务后，cout这个引用对象作为返回值返回到被调用处，于是余下的未执行的部分相当于：cout<<c1<<endl;。这是例程1中定义的重载发挥作用的时候了，输出c1后，cout被返回，再次用于输出换行符endl。

　　这里值得总结的是：（1）返回值为引用时，返回的变量仍然要继续完成相关的工作；（2）返回的引用值本身也必须是引用，一般是在调用函数中存在的，以引用型形式参数的方式传递到函数中的变量（例程1中的input和output为引用）。

　　二、一个令人惊讶的程序：给函数的返回值赋值

　　这个例子来自《c++ primer（第四版）》。

　　正如注释中所讲，返回值为引用，函数调用get_val(s,0)居然可以作为赋值表达式的左值，就这样，其引用的空间（s[0]）中所存储的字符被赋值为‘a’，“引用是被返回元素的同义词”，此处完全等同于s[0]='a'。

　　程序从语法上讲没有问题，运行结果也达到了举例的目的。本例仅在于展示这种用法，理解引用作为函数返回值。在工程中，这种风格的程序当然不推荐使用，当不希望引用返回值被修改时，将返回值声明为const，即：

　　const char &get_val(string &str, string::size_type ix)

　　三、加法运算的重载结果也定义为引用，如何？

　　对于例程1，将其中的加法重载函数的返回值也定义为引用（当然，这样做纯属撞错），结果会怎样？先给出这样的程序，请注意在第14、15、44和52行中增加的&。

　　这个程序运行结果可能与例程1的结果是一样的。的确，在我运行中，结果没有出现过异常。这个程序在vs2008下编译时会有两个警告：

　　1>d:\c++\vs2008 project\example\example\example.cpp(49) : warning c4172: 返回局部变量或临时变量的地址

　　1>d:\c++\vs2008 project\example\example\example.cpp(57) : warning c4172: 返回局部变量或临时变量的地址

　　这两个警告道出了危险所在：第49行和57行返回临时变量c之后，c 的空间将被释放，也就意味着可以由系统进行再分配，作其他用途使用了。而返回值类型为引用时，返回的值仍然在使用着这一块内存区域。结果只能是“可能”正确，毫无保障。好比付款买了房（对方收条都没有开），房产证却放在房管局大厅中，哪一天你被赶出家门，那是活该的。这个简单的例子没有出问题纯属意外，因为操作简单，那片空间还没有被重新分配。

　　但是，最值得警惕的还是那些出问题可能性更小的时候，“不以恶小而为之”，一贯正常，只有很小几率出的错的情况更可怕。

　　最重要的，理解了上述道理，要做到：千万不要返回对局部变量的引用。

　　还有一条类似的：千万不要返回局部变量的指针。

　　四、钻个牛角尖：operate+就要返回引用

　　重温本文第一部分最后的加粗字：（2）返回的引用值本身也必须是引用，一般是在调用函数中存在的，以引用型形式参数的方式传递到函数中的变量（例程1中的input和output为引用）。要应付这种胡搅蛮缠式的要求，我们也只能围绕这个要求想办法。

　　给出的一种解决办法是：

　　这种实现中，c1在调用operate+()前已经存在，是作为引用进行参数传递的。这样的变量能够保证程序不会出现意外。但是，会出的代价是，c1的值在参与加法运算时被改变了。在第40行执行了c3=c1+c2后，第41行显示的c1的值同c3的值相同，是相加后的结果。

　　这种安排也只能接受这种结局。事实上，学习计算机的同学也要接受这种风格，在有些语言（例如，汇编以及被冠以高雅称号的函数式语言）中，运算就是这么完成的。c1+c2怎么完成？add c1, c2; 其结果如何取出？结果就保存到第一个运算量中。

　　牛角尖再钻深些，不能这样做！我只能为返回引用再使一招了：提前定义保存结果的变量（例c），并将之作为参数传递到函数中。付出的代价是，加运算的运算量成了3个，operate+()形式是不能用了（运算符重载不能改变其目数）。实际上，返回的那个引用也没有什么意思了，结果已经由引用 c 带回来了，返回值甚至可以为void。这种设计太差了，程序依然贴在下面，读者不看也罢。

　　

<本文完>