关于C++ 返回 const 引用的一点笔记
一、核心原则
- 引用必须绑定到“寿命比调用者长”的对象。
- 语法层面对“简单类型”与“自定义类型”一视同仁；差异只在于对象寿命与访问方式。
- 返回“值”与返回“引用”是两条完全不同的代码路径，切勿混淆。
二、返回引用时的四种典型场景
- 局部变量
函数退出即销毁，引用立即悬空。
对 int、double、enum、Point、string 等任何类型都产生未定义行为。 - 静态局部变量
程序整个生命周期有效，可安全绑定。
顶层 const 阻止直接赋值；去 const 后可改，改动全局可见。 - 数据成员
只要所属对象还活着，外部即可通过去 const 修改成员；
简单成员与类类型成员表现完全一致。 - *this
链式调用常用写法，寿命由调用者保证，无悬空风险。
三、返回“值”而非引用时的真相
函数签名中的顶层 const 属于“值类别”，会被调用端忽略：
const int f(); 与 int f(); 在调用端看来都是“返回一个右值”。
若调用端写成
const T& r = f();
编译器会：
a. 先产生一个临时量（prvalue）；
b. 把引用绑定到该临时量；
c. 延长临时量寿命至引用作用域结束。
此时 r 看到的是“副本”，与函数内部状态再无关联，也无法通过去 const 影响下一次调用。
四、简单类型与自定义类型对比总结
| 场景 | 简单类型(int等) | 自定义类型(Point等) | 结论 |
|---|---|---|---|
| 返回局部引用 | 悬空 UB | 悬空 UB | 无区别 |
| 返回静态引用 | 可安全读取，去 const 可改 | 可安全读取，去 const 可改 | 无区别 |
| 返回数据成员引用 | 可去 const 直接改 | 可去 const 改成员 | 无区别 |
| 返回*this 引用 | 寿命由调用者保证 | 寿命由调用者保证 | 无区别 |
| 返回值(const T) | 产生临时量，绑定 const & 后寿命延长 | 产生临时量，绑定 const & 后寿命延长 | 无区别 |
五、实践建议
- 绝不允许返回局部变量的引用，无论类型大小。
- 若函数内部无持久对象，应直接返回值，让编译器做返回值优化；不要强行返回引用。
- 需要修改内部状态又对外只读时，使用 private 成员 + 普通引用 Getter，而非 const & 再强制去 const。
- 区分“返回引用”与“返回值”：前者是别名，后者是副本；写代码时把意图显式化，避免维护者误判。
六、一句话记忆
“返回引用看寿命，返回数值看副本；类型简单或复杂，规则都是同一套。”