如何返回对 C++ 中变量的引用？

Question

我有一个 C++ 静态类，其中包含创建对象的方法。我想在不同的函数中检索此方法创建的对象，以便这个新函数获得该对象的所有权。这是我到目前为止的代码：

MessageBoxes.h

class MessageBoxes {

public:

    static int info(const QString& message, const QString& title = _("Information"), QMessageBox::StandardButtons buttons = QMessageBox::Ok);
    static int confirmation(const QString& message, const QString& title = _("Confirmation"), QMessageBox::StandardButtons buttons = QMessageBox::Ok | QMessageBox::Cancel);
    static int error(const QString& message, const QString& title = _("Error"), QMessageBox::StandardButtons buttons = QMessageBox::Ok);

private:

    static QMessageBox& createMessageBox(const QString& message, const QString& title = "", QMessageBox::StandardButtons buttons = QMessageBox::Ok);

};

MessageBoxes.cpp

QMessageBox& MessageBoxes::createMessageBox(const QString& message, const QString& title, QMessageBox::StandardButtons buttons) {
    QMessageBox msgBox;
    msgBox.setWindowTitle(title);
    msgBox.setText(message);
    msgBox.setStandardButtons(buttons);
    return msgBox;
}

int MessageBoxes::confirmation(const QString& message, const QString& title, QMessageBox::StandardButtons buttons) {
    QMessageBox m = createMessageBox(message, title, buttons);
    return m.exec();
}

问题是在行 QMessageBox m = createMessageBox(message, title, Buttons)，编译器告诉我 QMessageBox 的复制构造函数被禁用。这很好，但是我不想制作副本，我想获取在 createMessageBox 中创建的实际对象。我将 createMessageBox 的返回类型声明为 QMessageBox&假设它会返回引用，但似乎并非如此。知道我该怎么做吗？

Answer 1

0) 我们不在 C++ 中做这种“静态类”的事情。这些技巧是为了应对 Java 和 C# 强制您将所有代码放入类中这一事实。 C++ 不这样做，所以我们不应该绕过不存在的限制。类不是代码的存储位置；它们的存在是为了定义数据类型。您真正想做的是通过将代码分组到一个通用名称下来组织代码；我们使用命名空间来做到这一点。

1) 您不得返回对局部变量的引用。引用用于返回已经存在的东西。

2) 您不想返回引用，因为createMessageBox的目的是创建消息框。您返回一个值：创建的消息框。

3）当你写

Foo bar = Something();

时something() 的结果被复制，即使 something() 确实返回了对某个对象的引用已经存在的东西。这是因为 bar 的类型是 Foo，而不是 Foo&。 bar 必须拥有自己的 Foo；它不能引用一个，因为它不是一个引用。由于 something() 返回的 Foo 本身就是一个值，并且在内存中拥有自己的位置，因此我们不能仅仅让它“成为”<代码>栏;该程序必须复制一份。

要引用函数的结果，您可以编写 Foo&酒吧=某事（）；。这将延长返回对象的生命周期（通常会立即超出范围），因此引用临时对象没有问题。

4) 然而，优化编译器很聪明，这不太可能给你带来任何好处。如果您只是返回一个值并按值分配，则很可能复制实际上不会发生（尽管标准实际上表示您的代码必须为这种可能性做好准备）。

5）老实说，动态分配在这里是一个非常糟糕的主意。如果必须这样做，至少使用某种智能指针包装器。不过，当您的复制构造函数被禁用时，有时您会遇到这种情况。 :/

Answer 2

函数 createMessageBox 中的变量 msgBox 的作用域为该函数，即当您从 createMessageBox 返回时，msgBox 被销毁（从堆栈中取出），因此您无法引用它。如果语义是让调用者获得变量的所有权，则返回引用并不是传达它的最佳方式。

首先，您需要动态分配 msgBox：

QMessageBox* msgBox = new QMessageBox;
msgBox->setWindowTitle(title);
msgBox->setText(message);
msgBox->setStandardButtons(buttons);

然后，您需要返回一个指向该变量的指针：

QMessageBox* MessageBoxes::createMessageBox(const QString& message, const QString&, QMessageBox::StandardButtons buttons) {
    ...
    return msgBox;
}

即使这并不能真正告诉调用者他们正在获取该变量的所有权。由于它只是一个私有方法，这可能不太重要，但您应该记录调用者何时应该取得所有权。更好的是，您可以使用智能指针来消除对此类文档的需要:)

Answer 3

如果你想从createMessageBox返回一个messageBox，你应该从堆中分配它。

QMessageBox *MessageBoxes::createMessageBox(const QString& message, const QString& title,     QMessageBox::StandardButtons buttons) {
    QMessageBox *pMsgBox = new QMessageBox();
    pMsgBox->setWindowTitle(title);
    pMsgBox->setText(message);
    pMsgBox->setStandardButtons(buttons);
    return pMsgBox;
}

这将返回一个指向messageBox的指针。如果删除指针失败，就会泄漏内存。

当函数返回时，您想要返回引用的本地将不再存在。即使您获取了它的地址 &msgBox 并将其返回，当您尝试使用它时也会破坏堆栈。在函数返回后，MessageBox 继续存在的唯一方法是使用 new 创建它。

Answer 4

您不能返回局部变量的引用，因为函数返回后局部变量不存在，但调用代码可能仍然使用对不再存在的对象的引用。

由于 QMessageBox 的复制构造函数已禁用，因此您也无法按值返回它。

您必须将其返回一个指向动态创建的对象的指针，如下所示：

QMessageBox * MessageBoxes::createMessageBox(const QString& message, const QString& title, QMessageBox::StandardButtons buttons) {
    QMessageBox *pMsgBox = new QMessageBox();
    pMsgBox->setWindowTitle(title);
    pMsgBox->setText(message);
    pMsgBox->setStandardButtons(buttons);
    return pMsgBox;
}

调用代码：

QMessageBox *qMBox = createMessageBox(X, Y, Z);
//working with qMBox

delete qMBox; //must deallocate the memory when you don't need it anymore!

Answer 5

我想在不同的函数中检索由此方法创建的对象，以便这个新函数获得该对象的所有权。

在 C++0x 中，所有权的转移是通过 std::unique_ptr 完成的：

#include <memory>

std::unique_ptr<QMessageBox> MessageBoxes::createMessageBox
(const QString& message, const QString& title, QMessageBox::StandardButtons buttons)
{
    std::unique_ptr<QMessageBox> msgBox(new QMessageBox);
    msgBox->setWindowTitle(title);
    msgBox->setText(message);
    msgBox->setStandardButtons(buttons);
    return msgBox;
}

auto m = createMessageBox(message, title, buttons);

请注意，不需要手动删除，智能指针已经处理好了这一点。

在 C++03 中，您可以使用即将弃用的 std::auto_ptr 来代替。