每周技巧 #5：消失术

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本文翻译自 Abseil 官网的 Tip of the Week #5: Disappearing Act。

原文最初作为 TotW #5 发布于 2012 年 6 月 26 日。

更新于 2020 年 6 月 1 日。

“直到失去才知道自己曾拥有什么。”– Cinderella

有时候，为了正确使用一个 C++ 库，你既需要理解这个库，也需要理解这门语言。那么，下面这段代码有什么问题？

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// 不要这样做
std::string s1, s2;
...
const char* p1 = (s1 + s2).c_str();             // 避免！
const char* p2 = absl::StrCat(s1, s2).c_str();  // 避免！

(s1+s2) 和 absl::StrCat(s1,s2) 都会创建临时对象。在这两个例子中，临时对象都是字符串；同样的规则也适用于任何对象。成员函数 c_str() 返回一个指针，指向的数据只在这个临时对象存活期间有效。那么临时对象会活多久？按照 C++17 标准 [class.temporary] 的说法：“临时对象会在求值包含其创建点的完整表达式时，作为最后一步被销毁。”（“完整表达式”指“不是另一个表达式的子表达式的表达式”。）在上面的每个例子中，一旦赋值运算符右侧的表达式完成，临时值就会被销毁，c_str() 的返回值也就变成了悬垂指针。简而言之：当你遇到分号时，临时对象通常已经成为历史，有时甚至更早。哎呀！该如何避免这类问题呢？

方案 1：在完整表达式结束前用完临时对象

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// 安全（虽然例子有点傻）：
size_t len1 = strlen((s1 + s2).c_str());
size_t len2 = strlen(absl::StrCat(s1, s2).c_str());

方案 2：保存临时对象

反正你已经在创建一个对象（在栈上），为什么不把它保留一会儿呢？这比乍看起来更便宜。由于有一种叫“返回值优化”的机制（许多值类型还有移动语义，见技巧 #77），临时对象会直接构造在你“赋值”给的变量中，而不会被复制：

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// 安全（而且比你想象的更高效）：
std::string tmp_1 = s1 + s2;
std::string tmp_2 = absl::StrCat(s1, s2);
// tmp_1.c_str() 和 tmp_2.c_str() 都是安全的。

方案 3：保存到临时对象的引用

C++17 标准 [class.temporary]：“引用所绑定的临时对象，或者引用所绑定的子对象所属的完整对象，会在该引用的生命周期内持续存在。”

由于返回值优化，这通常并不比直接保存对象本身（方案 2）更便宜，而且它可能让人困惑或担心（见技巧 #101）。（确实需要使用生命周期延长的例外情况应该写注释说明！）

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// 同样安全：
const std::string& tmp_1 = s1 + s2;
const std::string& tmp_2 = absl::StrCat(s1, s2);
// tmp_1.c_str() 和 tmp_2.c_str() 都是安全的。
// 下面的行为非常微妙，使用时要小心：
// 如果编译器能看到你正在保存一个指向
// 临时对象内部内容的引用，它会让整个
// 临时对象继续存活。
// struct Person { string name; ... }
// GeneratePerson() 返回一个对象；GeneratePerson().name
// 显然是一个子对象：
const std::string& person_name = GeneratePerson().name; // 安全
// 如果编译器无法判断，你就有风险。
// class DiceSeries_DiceRoll { `const string&` nickname() ... }
// GenerateDiceRoll() 返回一个对象；编译器无法判断
// GenerateDiceRoll().nickname() 是否是子对象。
// 下面这行可能保存悬垂引用：
const std::string& nickname = GenerateDiceRoll().nickname(); // 糟糕！

方案 4：把函数设计成不返回对象？？？

许多函数遵循这个原则，但也有很多函数并不这样做。有时候，返回一个对象确实比要求调用方传入输出参数指针更好。你需要意识到什么时候可能创建临时对象。任何返回指向对象内部内容的指针或引用的东西，在作用于临时对象时都可能有问题。c_str() 是最明显的罪魁祸首，但 protobuf 的 getter（无论是否 mutable）以及一般意义上的 getter，都可能同样有问题。

每周技巧 #3：字符串拼接：`operator+` 与 `StrCat()`

每周技巧 #10：拆分字符串，而不是吹毛求疵

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