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C++ 函数属性指示返回值的生命周期与参数相同

coder 2024-02-04 原文

这段代码有未定义的行为:

#include <string>

std::string make_str(const char* s)
{
    return s;
}

const char* get_str(const std::string& s)
{
    return s.c_str();
}

const char* bad()
{
    return get_str(make_str("hello"));
}

错误的函数创建了一个临时的 std::string 并返回一个指向其数据的指针，该函数一返回就无效。

GCC 5+ 捕获此(“函数返回局部变量的地址”)但仅当使用 -O3 编译时。在包括 -O2 在内的更典型的优化级别，GCC 可以毫无怨言地编译它，即使使用 -Wall -Wextra。除非您使用实验性 -Wlifetime 功能，否则 Clang 永远不会捕获它。

我的问题是:我们能否明确地告诉编译器这种生命周期依赖性，例如使用属性？例如，我希望能够这样做:

[[lifetime-depends : s]] // hypothetical syntax
const char* get_str(const std::string& s);

或者可能是这样:

const char* get_str(const std::string& s)
  __attribute__((lifetime-depends(0))); // hypothetical syntax

我会接受适用于任何官方版本的 GCC 或 Clang 的答案，但更喜欢带有 C++14 的 GCC 6.1。 Clang 的实验性 -Wlifetime 不是答案，因为我想要明确，而不是依赖启发式方法(这似乎无论如何都不适用于多个翻译单元)。

或者，我会接受一个答案，说明为什么这没有用或无法实现。

最佳答案

基于意见的答案，不提供答案，但质疑问题背后的想法(并且评论的文字太多):

恕我直言，这意味着编译器智能在捕获用户错误方面具有相当大的可靠性，因为那是您发布的代码，失败了。该标准已经涵盖了如何处理临时对象的生命周期，并考虑在引用仍在使用的情况下延长生命周期(参见草案 n4713，例如 15.2 Bullet 5)。但是，您发布的示例是不同的情况...

同时，论文 p1179r0 (P.W 的评论)确实提供了指向存储在栈上 对象的指针的想法，它对堆上的对象没有帮助。又该如何呢？返回指向 char(或任何类型)的指针不是错误...返回指向不再存在的数组的指针是。它怎么知道 c_str() 返回一个指向一个临时数组的指针，这个数组在它的析构函数中删除了(有点具体，不是吗？)？如何知道数组是否被销毁？如果删除完成，通过查看析构函数？如果析构函数不删除怎么办？关于析构函数应该删除的警告？如果 new 是新展示位置怎么办？如果……工厂模式……怎么办？如果为智能指针(例如:shared_ptr)创建指针怎么办...？如果再增加 200 分会怎样……在堆上管理生命周期，主要会导致垃圾收集。

你得到的警告是 function returns address of local variable [-Wreturn-local-addr] 我认为这与你的代码无关，但更多的是“意外”造成的通过短字符串优化。 SSO 优化的 std::string does 如消息所述返回指向本地的指针...简单测试，使您的字符串长于 16 个字符，警告 disappears ...

关于C++ 函数属性指示返回值的生命周期与参数相同，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/54570121/

amp43codesection的c++gccg++undefined-behavior

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