右值引用是否允许悬空引用？

Question

考虑以下内容。

#include <string>
using std::string;

string middle_name () {
    return "Jaan";
}

int main ()
{
    string&& danger = middle_name();   // ?!
    return 0;
}

这不会计算任何东西，但它编译时没有错误，并演示了一些我觉得令人困惑的东西：danger是一个悬空引用，不是吗？

Answer 1

当然，右值引用仍然是一个引用，因此它也可以是悬空的。您只需让编译器陷入这样一种情况：他必须拖动引用，同时您只需转义引用值的范围，如下所示：

演示

#include <cstdio>
#include <tuple>

std::tuple<int&&> mytuple{ 2 };

auto pollute_stack()
{
    printf("Dumdudelei!\n");
}

int main()
{
    {
        int a = 5;
        mytuple = std::forward_as_tuple<int&&>(std::move(a));
    }
    pollute_stack();
    int b = std::get<int&&>(mytuple);
    printf("Hello b = %d!\n", b);
}

输出：

Dumdudelei!
Hello b = 0!

如您所见，b 现在的值是错误的。怎么会？我们将对自动变量 a 的右值引用填充到全局元组中。然后我们转义了 a 的范围并通过 std::get> 检索它的值；它将评估为右值引用。所以新对象 b 实际上是从 a 构造的，但是编译器找不到 a 因为它的作用域已经结束了。因此，std::get 的计算结果为 0（尽管它可能是 UB 并且可以计算为任何值）。

请注意，如果我们不接触堆栈，右值引用实际上仍然会找到对象 a 的原始值，即使它的作用域已经结束，并且会检索正确的值（只需尝试并取消注释 < code>pollut_stack() 看看会发生什么）。 pollut_stack() 函数只是向前和向后移动堆栈指针，同时通过 printf() 执行一些与 io 相关的操作，将值写入堆栈。

编译器根本看不透这一点，所以要注意这一点。

Answer 2

danger 是一个悬空引用，不是吗？

与使用 const & 没什么区别：danger 取得右值的所有权。

Answer 3

右值引用绑定到右值。右值可以是纯右值或x值[解释]。绑定到前者永远不会创建悬空引用，绑定到后者可能会创建悬空引用。这就是为什么选择 T&& 作为函数的返回类型通常是一个坏主意。 std::move 是此规则的一个例外。

T&  lvalue();
T   prvalue();
T&& xvalue();

T&& does_not_compile = lvalue();
T&& well_behaved = prvalue();
T&& problematic = xvalue();

Answer 4

右值引用允许悬空引用吗？

如果您的意思是“是否可以创建悬空右值引用”，那么答案是肯定的。然而，你的例子

string middle_name () {
    return "Jaan";
}

int main()
{
    string&& nodanger = middle_name();   // OK.
    // The life-time of the temporary is extended
    // to the life-time of the reference.
    return 0;
}

完全没问题。同样的规则也适用于 这个例子（赫伯·萨特的文章）也很安全。如果使用纯右值初始化引用，则临时对象的生命周期将延长到引用的生命周期。不过，您仍然可以生成悬空引用。例如，这不再安全：

int main()
{
    string&& danger = std::move(middle_name());  // dangling reference !
    return 0;
}

因为 std::move 返回一个 string&& （这不是一个< em>纯右值）延长临时生命周期的规则不适用。这里，std::move 返回一个所谓的xvalue。 xvalue 只是一个未命名的右值引用。因此，它可以引用任何内容，并且在不查看函数的实现的情况下基本上不可能猜测返回的引用所引用的内容。