Ist die Rückgabe einer C-Referenzvariablen immer eine schlechte Idee?

Ist die Rückgabe einer C-Referenzvariablen böse?

Die Vorgehensweise, eine Referenz in C zurückzugeben, kann besorgniserregend sein, insbesondere beim Umgang mit Stack- zugewiesene Variablen oder dynamisch erstellte Objekte. Die Rückgabe baumelnder Referenzen kann zu Speicherverlusten und undefiniertem Verhalten führen.

Die Gefahren der Rückgabe von Stapelvariablen

Betrachten Sie dieses Beispiel:

int& getInt() {
    int i;
    return i;  // Don't do this!
}

In diesem Snippet geben wir einen Verweis auf eine dem Stapel zugewiesene Variable zurück. Sobald die Funktion beendet wird, wird diese Variable zerstört und der Aufrufer erhält einen Verweis auf ungültigen Speicher. Dies ist ein todsicheres Rezept für Speicherbeschädigung und Datenverlust.

Dynamisch zugewiesene Objekte zurückgeben

Die Rückgabe eines Verweises auf ein dynamisch zugewiesenes Objekt mag zwar sicher erscheinen, ist es aber auch knifflig sein. Zum Beispiel:

int& getInt() {
    int* i = new int;
    return *i;  // Don't do this either!
}

Jetzt hat der Aufrufer eine Referenz auf die zugewiesene Ganzzahl, aber wenn er versucht, sie zu löschen, muss er die Adresse der Referenz verwenden:

int& myInt = getInt(); // Note the &, we cannot lose this reference!
delete &myInt;         // Must delete...very strange and evil

int oops = getInt(); 
delete &oops; // Undefined behavior, we're wrongly deleting a copy

Dies kann zu Laufzeitfehlern und undefiniertem Verhalten führen, wenn die ursprüngliche Adresse versehentlich verloren geht.

Returning Smart Zeiger

Um diese potenziellen Fallstricke zu vermeiden, sollten Sie die Verwendung intelligenter Zeiger oder Container in Betracht ziehen, die die Lebensdauer von Objekten automatisch verwalten. Zum Beispiel:

std::unique_ptr<int> getInt() {
    return std::make_unique<int>(0);
}

Mit intelligenten Zeigern übernimmt der Aufrufer automatisch den Besitz des zugewiesenen Speichers und sorgt so für eine ordnungsgemäße Ressourcenbereinigung.

Wenn die Rückgabe von Referenzen sicher ist

Es gibt Fälle, in denen die Rückgabe von Referenzen angemessen ist, z. B. die Rückgabe von Referenzen an Klassenmitglieder, wenn die Lebensdauer des Objekts garantiert länger ist als die des Aufrufs. Darüber hinaus kann die Rückgabe einer Referenz auf einen berechneten Wert effizient und intuitiv sein.

Zusammenfassung

Die Rückgabe von Referenzen in C kann praktisch sein, muss aber mit Vorsicht erfolgen. Vermeiden Sie die Rückgabe von Verweisen auf kurzlebige Variablen oder dynamisch zugewiesene Objekte ohne ordnungsgemäße Ressourcenverwaltung. Erwägen Sie im Zweifelsfall die Verwendung intelligenter Zeiger oder Wertesemantik. Wenn die Lebensdauer eines Objekts explizit auf einer höheren Ebene verwaltet wird, ist es im Allgemeinen sicher, Verweise auf seine Mitglieder zurückzugeben.

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