这个C++静态分析规则按原样有意义吗

Does this C++ static analysis rule make sense as is?

本文关键字：有意义 按原样 规则 C++ 静态分析 这个      更新时间：2023-10-16

我正在实现一些C++静态分析规则，其中一个规则禁止函数返回指向该函数引用参数的引用或指针，即以下都是不兼容的：

int *f(int& x) { return &x; } // #1
const int *g(const int& x) { return &x; } // #2
int& h(int& x) { return x; } // #3
const int& m(const int& x) { return x; } // #4

对此给出的理由是，"无论参考参数是临时对象还是对参数的引用，这都是实现定义的行为。"

然而，我对此感到困惑，因为C++中的流运算符是这样写的，例如

std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const X& x) {
    //...
    return os;
}

我相信C++中的流运算符通常不会表现出实现定义的行为，那么这是怎么回事呢？

根据我目前的理解，我希望#1和#3是定义明确的，因为临时变量不能绑定到非常量引用，所以int& x指的是一个生存期超出函数范围的真实对象，因此返回指向该对象的指针或引用是可以的。我认为#2是不可靠的，因为临时地址可能绑定到const int& x，在这种情况下，试图获取其地址似乎是一个糟糕的计划。我不确定4号——我的直觉是，这也可能是不可靠的，但我不确定。特别是，我不清楚在以下情况下会发生什么：

const int& m(const int& x) { return x; }
//...
const int& r = m(23);

正如您所说，#1和#3很好（尽管#1可以说是糟糕的风格）。

#4是不可靠的，原因与#2相同；它允许将const引用传播到已过其生存期的临时对象。

让我们检查一下：

#include <iostream>
struct C {
  C() { std::cout << "C()n"; }
  ~C() { std::cout << "~C()n"; }
  C(const C &) { std::cout << "C(const C &)n"; }
};
const C &foo(const C &c) { return c; }
int main() { 
   const C &c = foo(C());
   std::cout << "c in scopen";
}

该输出：

C()
~C()
c in scope

在C++11中，如果还存在右值引用重载，则#2和#4可以是安全的。因此：

const int *get( const int &x ) { return &x; }
const int *get( const int &&x ) { return nullptr; }
void test() {
    const int x = 0;
    const int *p1 = get( x ); // OK; p1 is &x.
    const int *p2 = get( x+42 ); // OK; p2 is nullptr.
}

因此，尽管它们是不可靠的，但如果程序员知道它们在做什么，它们确实有安全的用途。禁止这种行为将是严厉的。

（如果常量值引用重载是私有的、未定义的，或者以其他方式导致编译时或链接时错误，也许会更安全。对于#4的情况尤其如此，在这种情况下，我们返回引用，但没有什么好的东西可以返回引用，而且语言不允许引用为null。）

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