Продлевает ли член класса Const Reference временный срок?

Question

Почему это:

#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

class Sandbox
{
public:
    Sandbox(const string& n) : member(n) {}
    const string& member;
};

int main()
{
    Sandbox sandbox(string("four"));
    cout << "The answer is: " << sandbox.member << endl;
    return 0;
}

Дайте вывод:

Ответ:

Вместо:

Ответ: четыре

Answer 1

Только местный const ссылки продлевают срок службы.

Стандарт определяет такое поведение в §8.5.3/5, [dcl.init.ref], разделе об инициализаторах ссылочных объявлений. Ссылка в вашем примере привязана к аргументу конструктора nи становится недействительным, когда объект n обязательно выходит за рамки.

Увеличение продолжительности жизни не транзитивно через аргумент функции. §12.2/5 [класс.время]:

Второй контекст, когда ссылка связана с временным. Временный объект, к которому привязана ссылка, или временный объект, являющийся полным объектом для подобъекта, к которому привязан временный объект, сохраняется в течение всего срока действия ссылки, за исключением случаев, указанных ниже. Временная привязка к элементу ссылки в ctor-initializer конструктора (§12.6.2 [class.base.init]) сохраняется до выхода из конструктора. Временная привязка к ссылочному параметру в вызове функции (§5.2.2 [expr.call]) сохраняется до завершения полного выражения, содержащего вызов.

Answer 2

Вот самый простой способ объяснить, что произошло:

В main() вы создали строку и передали ее в конструктор. Этот экземпляр строки существовал только внутри конструктора. Внутри конструктора вы назначили член, чтобы указывать непосредственно на этот экземпляр. Когда область видимости покинула конструктор, экземпляр строки был уничтожен, а член указал на строковый объект, которого больше не было. Если указатель Sandbox.member на ссылку за пределами ее области действия, эти внешние экземпляры не будут удерживаться в области действия.

Если вы хотите исправить свою программу для отображения желаемого поведения, внесите следующие изменения:

int main()
{
    string temp = string("four");    
    Sandbox sandbox(temp);
    cout << sandbox.member << endl;
    return 0;
}

Теперь temp будет выходить из области видимости в конце main(), а не в конце конструктора. Однако это плохая практика. Ваша переменная-член никогда не должна быть ссылкой на переменную, существующую вне экземпляра. На практике вы никогда не знаете, когда эта переменная выйдет из области видимости.

Я рекомендую определить Sandbox.member как const string member; Это скопирует данные временного параметра в переменную-член вместо назначения переменной-члена в качестве самого временного параметра.

Answer 3

Технически говоря, эта программа не обязана выводить что-либо на стандартный вывод (для начала это буферизованный поток).

• cout << "The answer is: " немного испустит "The answer is: " в буфер стандартного вывода.

• Тогда << sandbox.member бит предоставит висячую ссылку в operator << (ostream &, const std::string &), который вызывает неопределенное поведение.

Из-за этого ничего не гарантируется. Программа может работать на вид нормально или может зависнуть даже без очистки stdout - это означает, что текст "Ответ: " не появится на вашем экране.

Answer 4

Из других ответов ясно, что члены класса не продлевают жизнь временного объекта за пределами вызова конструктора. Однако есть случаи, когда ваш API может "безопасно" предполагать, что все const& объекты, переданные в класс, не будут временными объектами, а будут ссылками на объекты с хорошей областью видимости.

Если вы не хотите создавать копии, что вы можете сделать, чтобы UB не проникал в ваш код? Лучший инструмент, который у вас есть, - это оправдать предположение, что std::string const&переданные конструктору не являются временными, объявив как удаленную перегрузку, которая принимает такие временные объекты:

      #include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

class Sandbox
{
public:
    Sandbox(const string& n) : member(n) {}
    
    Sandbox(string&&) = delete;
    // ^^^ This guy ;) 

    const string& member;
};

int main()
{
    Sandbox sandbox(string("four"));
    // Detect you're trying ^^^ to bind a 
    // reference to a temporary and refuse to compile

    return 0;
}

Демо

Answer 5

Простой ответ: вы имеете в виду что-то, что исчезло. Следующее будет работать

#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

class Sandbox
{

public:
    const string member = " ";
    Sandbox(const string& n) : member(n) {}//a copy is made

};

int main()
{
    Sandbox sandbox(string("four"));
    cout << "The answer is: " << sandbox.member << endl;
    return 0;
}

Answer 6

Потому что ваша временная строка вышла из области видимости после того, как вернулся конструктор Sandbox, и стек, занятый ею, был освобожден для некоторых других целей.

Как правило, вы никогда не должны сохранять ссылки в долгосрочной перспективе. Ссылки хороши для аргументов или локальных переменных, но не для членов класса.

Answer 7

Вы имеете в виду то, что исчезло. Следующее будет работать

#include <string>
#include <iostream>

class Sandbox
{

public:
    const string member = " "; //default to whatever is the requirement
    Sandbox(const string& n) : member(n) {}//a copy is made

};

int main()
{
    Sandbox sandbox(string("four"));
    std::cout << "The answer is: " << sandbox.member << std::endl;
    return 0;
}