Tại sao tham chiếu const kéo dài tuổi thọ của các giá trị?

Question

Tại sao ủy ban C++ quyết định rằng tham chiếu const nên kéo dài tuổi thọ của thời gian?

Thực tế này đã được thảo luận rộng rãi trực tuyến, kể cả ở đây trên stackoverflow. Tài nguyên được dứt khoát giải thích rằng đây là trường hợp có lẽ là GoTW này:

GotW #88: A Candidate For the “Most Important const”

lý do cho tính năng ngôn ngữ này là gì? Có biết không?

(Việc thay thế sẽ được rằng tuổi thọ của temporaries không được gia hạn bởi bất kỳ tài liệu tham khảo.)

---

My own lý thuyết vật nuôi cho các lý do là rằng hành vi này cho phép các đối tượng ẩn chi tiết thực hiện. Với quy tắc này, một hàm thành viên có thể chuyển đổi giữa trả về một giá trị hoặc một tham chiếu const tới một giá trị đã tồn tại bên trong mà không có bất kỳ thay đổi nào đối với mã máy khách. Ví dụ, một lớp ma trận có thể trả về các vectơ hàng và vectơ cột. Để giảm thiểu các bản sao, một hoặc cái khác có thể được trả lại dưới dạng tham chiếu tùy thuộc vào việc triển khai (hàng chính so với cột chính). Bất kỳ cái nào không thể được trả lại bằng cách tham chiếu phải được trả lại bằng cách tạo một bản sao và trả về giá trị đó (nếu các vectơ trả về là liền kề). Các nhà văn thư viện có thể muốn mất nhiều thời gian để thay đổi việc thực hiện trong tương lai (hàng chính vs cột chính) và ngăn chặn khách hàng viết mã mà phụ thuộc mạnh mẽ vào việc thực hiện là hàng chính hoặc cột lớn. Bằng cách yêu cầu khách hàng chấp nhận các giá trị trả về như const ref, lớp ma trận có thể trả về một trong hai tham số const hoặc các giá trị mà không có bất kỳ thay đổi nào đối với mã máy khách. Bất kể, nếu lý do ban đầu được biết, tôi muốn biết điều đó.

Answer 1

Nó đã được đề xuất vào năm 1993. Mục đích của nó là để loại bỏ việc xử lý không phù hợp của thời gian khi bị ràng buộc để tham khảo.

Quay lại sau đó, không có điều như RVO, vì vậy chỉ đơn giản là cấm việc ràng buộc của một tạm thời để tham khảo sẽ là một hit hiệu suất.

http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/1993/N0345.pdf

Answer 2

Bạn không đặt câu hỏi tại sao tham chiếu const được phép liên kết với thời gian, nhưng chỉ đơn thuần là lý do tại sao chúng kéo dài tuổi thọ của những thời gian đó.

xem xét mã này:

struct A 
{ 
    void foo() const; 
}; 

A bar(); 

const A& a = bar(); 

a.foo();    // (1) 

Nếu tuổi thọ của tạm thời được trả về bởi bar() không được mở rộng, sau đó bất kỳ việc sử dụng của a (minh họa bởi các dòng (1)) sẽ dẫn đến hành vi không xác định. Điều này sẽ làm cho ràng buộc tham số không tham số const thành các thời gian hoàn toàn vô dụng.

---

EDIT (địa chỉ OP's comment):

Do đó, câu hỏi thực sự nên được tại sao một biến tham chiếu const (mà không phải là một tham số chức năng) được phép liên kết với một tạm thời. Tôi không biết lý do ban đầu cho nó (Richard Hodges' answer có thể là sự thật duy nhất), nhưng nó cung cấp cho chúng tôi một tính năng hữu ích. Xem xét ví dụ sau:

struct B 
{ 
    virtual void foo() const; 
}; 

B bar(); 

const B& b = bar(); 

b.foo();    // (1) 

Sự khác biệt duy nhất của ví dụ này từ ví dụ trước là B::foo() là ảo. Bây giờ, điều gì xảy ra nếu chúng tôi quyết định giới thiệu một lớp học mới D làm lớp con của B và thay đổi loại trả lại là bar() từ B thành D?

struct B 
{ 
    virtual void foo() const; 
}; 

struct D : B 
{ 
    virtual void foo() const; 
}; 

//B bar(); 
D bar(); 

const B& b = bar(); 

b.foo(); // This will call D::foo() 

// In the end the temporary bound by b will be correctly destroyed 
// using the destructor of D. 

Vì vậy, ràng buộc const tham chiếu đến thời gian đơn giản hóa việc tận dụng đa hình động cho các đối tượng được trả về theo giá trị.