《C++面向对象高效编程（第2版）》——3.15 函数返回值

本节书摘来自异步社区出版社《C++面向对象高效编程（第2版）》一书中的第3章，第3.15节，作者： 【美】Kayshav Dattatri，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。

3.15 函数返回值

C++面向对象高效编程（第2版）
许多函数向主调函数返回值、引用或指针。要正确和高效地使用它们，必须先理解它们的含义。可能有以下几种模式返回：

T X::f();　　　　　// 按值返回T
T* X::f();　　　　// 返回T类对象的指针/地址
const T* X::f();　// 返回指向const T类对象的指针
T& X::f();　　　　// 返回对T对象的引用
const T& X::f();　// 返回对const T类对象的引用```
（1）绝不返回对局部变量的引用（或指向局部变量的指针）。一旦离开函数，局部变量将被销毁，但在此之后，引用（或指针）仍然存在，它依旧引用（或指向）某些已不存在的对象。

（2）如果在函数内部创建新对象，并且希望将该对象的所有权移交给主调函数，那么该函数必须返回一个指针。主调函数拥有返回的指针所指向的内存。当被调函数创建了一个新对象（或指向某对象的指针），但却不能控制该对象的生存期时，通常会出现这种情况。为这样的函数使用一种命名约定是个不错的想法（如CreateXXX()）。而且，如果存在这样的函数，也必须在文档中清楚地说明。这与之前讨论的采用语义相反。例如，在TPerson类中，有一个成员函数：

class TPerson {
　　public:
　　　　// ...
　　　　char* CreateNameOfPerson()const; // Person类的成员
};`
假设，CreateNameOfPerson()用于为名称中的字符分配内存，且返回指向该字符的指针（由主调函数所拥有）。当不再需要它时，主调函数应释放内存。只有在指针返回值时，才能转移动态对象的所有权。若返回引用或值则无法转移所有权（至少很不容易）。如果不想返回指针，可以将指针包含在对象中（像C++库中的string类对象），然后按值返回对象。另外，我们也可以使用某些回收程序对象（C++中的auto_prt），自动地删除从这种函数返回的指针，将在下一章中将介绍。

（3）如果不允许主调函数修改返回的指针所指向的字符（或者对象），则返回指向const的指针。在TPerson类中：

class TPerson {
　 public:
　　// ... 
　　const char* GetNameOfPerson() const;
};```
这并不意味着转移了内存的所有权。主调函数只能读取返回的指针所指向的内容，不能删除它（若删除它，在编译时将检测出错误）。如果从`const`函数返回指针（无论何种原因），应该返回指向数据成员的`const`指针。若返回指向数据成员的非`const`指针，将抵销`const`函数的优点，编译器会检测出这样的错误。当按值返回的开销很大时（或者语义上不正确时），推荐使用返回指向`const`的指针（指向一个数据成员），但是，主调函数不应该修改指针所指向的内容。客户必须尊重指针的`const`性质，并且在使用它时不转换它的类型。

警告：
记住：绝不返回指向某个数据成员的非`const`指针。否则，不仅会为你带来不必要的麻烦，而且，还会把实现数据暴露给客户，从而削弱了抽象，破坏了数据封装。
如果从函数返回值可能失败，那么，从函数返回指针是唯一的选择。通过返回空指针可以轻松完成。空指针能指出函数本应返回的值出现问题或不存在（如上面示例中的GetNameOfPerson）。这就是为什么从函数返回指针很常见的原因之一（除了上面提到的其他原因之外）。

（4）如果要返回一个基本类型（`char`、`int`、`long`等），那么，按值返回和按引用或指针返回效率相同。但是，按值返回较为安全和容易，而且易于理解。

（5）在某些情况下（如`operator+`），无法返回引用，因为函数的结果未知（而且无法提前计算），正确的实现将要求按值返回（在函数内部创建一个临时变量）。这是实现这种函数最佳和最安全的方法，将在第8章中介绍。