C++函數返回值與拷貝

先來談談對C++中函數返回return的理解，自己本來在學Java，但是平時學校的項目是用的C++，所以在平時搬磚時經常會有一些問題，今天就來談談前段時間注意到的一個很小的知識點，話不多說，先上列子。

首先我們創(chuàng)建一個簡單的Man類，實現(xiàn)它的無參構造函數、有參構造函數和析構函數：

class Man
{
public:
	Man() {
		cout << "構造" << endl;
		data = new int(0); }

	Man(const Man& m)
	{
		cout << "拷貝構造" << endl;
		this->data = m.data;
	}
	
	~Man() 
	{ 
		cout << "析構" << endl;
		delete data; 
	}
	
	int* data;
};

聲明一個get函數獲取一個Man的對象

Man get(Man& m)
{
	cout << "----" << endl;
	return m;
}

在main函數中執(zhí)行下列代碼

 void main()
{
		Man m, n;
		//cout << "before m=" << &m << "n=" << &n << endl;
		*m.data = 5;
		printf("m.data is %d\n", *m.data);
		n = get(m); 

		printf("m.data is %d\n", *m.data);
		printf("n.data is %d\n", *n.data);
	
	    system("pause");
	    }

你可以試著想一想三個printf的輸出結果分別是多少

執(zhí)行結果如下圖所示：

在輸出結果里我們可以清楚的看到，Man m, n; 創(chuàng)建了m，n兩個對象，調用了構造函數，對m對象中的data賦值，然后我們調用get(Man& man) 函數，注意這里函數參數是引用類型，因此傳入的對象是m對象本身，這里我們要區(qū)別get(Man man) 兩種函數參數類型的區(qū)別，我稍后再提。get(Man& man) 函數調用完畢后，返回對象m。

按照我們過去的分析會認為對象n等于get函數返回的m對象 （n=m） （注意這里等號=被重載過），m對象中的int* data 成員值直接賦值給了n對象中的data成員，輸出時照理說m和n的data值都應該等于5的，但是：

為什么這里輸出結果卻表明這個data指針指向的空間被銷毀了？

為什么get函數執(zhí)行里會多出了拷貝構造和析構這兩個過程呢？

如果我們返回值為Man&會有什么區(qū)別變化呢？

這里我們做一個對比，填加一個getR函數，返回值為Man& 引用類型：

Man& getR(Man& m)
{?
? ? cout << "----" << endl;
?? ?return m;
}

接下來我們調用getR這個函數看一看輸出結果：

void main()
{
?? ??? ?Man m, n;
?? ??? ?*m.data = 5;
?? ??? ?printf("m.data is %d\n", *m.data);
?? ??? ?n = getR(m);
?? ??? ?
?? ??? ?printf("m.data is %d\n", *m.data);
?? ??? ?printf("n.data is %d\n", *n.data);
?? ??? ?
?? ? ? ?system("pause");
?? ? ? ?}

執(zhí)行結果如下圖所示： 

執(zhí)行結果如下圖所示：

可以看到，當我們返回的是m對象的的引用時，getR 函數執(zhí)行時沒有調用拷貝構造和析構函數

這里我解釋一下返回值不是引用的情況時整個函數執(zhí)行的過程

（個人拙劣的理解）

我們再回到get這個函數：

Man get(Man& m)
{
	cout << "----" << endl;
	return m;
}

首先函數參數傳入m這個對象的引用我們毋庸置疑，關鍵就在return這里。

我們捋一捋函數從開始到結束這個過程，隨著Main函數調用get函數，get函數入棧，同時get方法對應的棧幀（儲存函數局部變量、返回地址等信息）也入棧，這里的局部變量也就是m對象的引用。

當我們return這個m對象時，會在內存中創(chuàng)建一個臨時的Man temp對象，同時這個temp對象調用其拷貝構造函數，也就是Man temp(m) 。

完成temp對象的創(chuàng)建后，get函數出棧，對應的棧區(qū)內容被銷毀，這時系統(tǒng)會調用m對象的析構函數，注意這里有一個陷阱?。。?！

由于m對象是在main方法下的棧區(qū)創(chuàng)建的，因此get方法出棧后，系統(tǒng)調用m析構函數并沒有真正把m對象在棧區(qū)銷毀（因為它根本就不是在get方法的棧區(qū)上），調用析構函數僅僅是將data指針所指向的內存空間被銷毀了（delete data;），這也解釋了為什么m.data的值為-572662307。

當main方法執(zhí)行完畢后，m對象才會調用析構函數真正被銷毀，當然，這也會帶來另一個問題，data指向的內存區(qū)被執(zhí)行了兩次delete，運行結束后你也就會發(fā)現(xiàn)還會有一個**“析構”**和一個內存問題報錯。

回到我們返回的值上：

n = get(m); 

這里實際上可以理解成

Man temp(m);
n=temp；

當然由于get函數的退出調用析構函數時，data指針指向的內存區(qū)域數據已經被銷毀，自然n和m得到的值是一個錯誤值了。

總結

對于函數返回值類型為非引用類型（當然引用類型也可以理解為Man& temp=m），都是會在內存中創(chuàng)建一個臨時變量，將返回值拷貝到臨時變量中，而返回值是作為函數調用棧區(qū)中的局部變量，隨著函數的返回，棧區(qū)的銷毀，而被銷毀。

以上為個人經驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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