g++ 编译⚠️returning reference to local temporary object 但是运行依然得到预期结果？

代码来自 C++ templates 第二版:

#include <cstring>
#include <iostream>

using std::cout;
using std::endl;

// maximum of two values of any type (call-by-reference)
template <typename T>
T const &max(T const &a, T const &b)
{
    cout << "T const &max(T const &a, T const &b) called" << endl;
    return b < a ? a : b;
}

// maximum of two C-strings (call-by-value)
char const *max(char const *a, char const *b)
{
    cout << "char const *max(char const *a, char const *b) called" << endl;
    cout << a << endl;
    cout << b << endl;
    return std::strcmp(b, a) < 0 ? a : b;
}

// maximum of three values of any type (call-by-reference)
template <typename T>
T const &max(T const &a, T const &b, T const &c)
{
    return max(max(a, b), c); // error if max(a,b) uses call-by-value
}

int main()
{
    char const *s1 = "frederic";
    char const *s2 = "anica";
    char const *s3 = "lucas";
    auto m2 = ::max(s1, s2, s3); // run-time ERROR
    //!!! m2 已经是一个 dangling reference ，但是仍然得到预期结果？
    cout << m2 << endl;
}

不理解的地方在最后一行，m2 已经是一个 dangling reference ，但是为什么输出仍然得到预期结果？

编译使用的是 g++：

$ g++ --version
Configured with: --prefix=/Library/Developer/CommandLineTools/usr --with-gxx-include-dir=/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/c++/4.2.1
Apple clang version 12.0.0 (clang-1200.0.31.1)
Target: x86_64-apple-darwin21.1.0
Thread model: posix
InstalledDir: /Library/Developer/CommandLineTools/usr/bin

编译输出：

$ g++ test2.cpp -o test2 -std=c++11    
test2.cpp:28:12: warning: returning reference to local temporary object [-Wreturn-stack-address]
    return max(max(a, b), c); // error if max(a,b) uses call-by-value
           ^~~~~~~~~~~~~~~~~
test2.cpp:36:17: note: in instantiation of function template specialization 'max<const char *>' requested here
    auto m2 = ::max(s1, s2, s3); // run-time ERROR
                ^
1 warning generated.

运行结果：

char const *max(char const *a, char const *b) called
frederic
anica

char const *max(char const *a, char const *b) called
frederic
lucas

lucas

FrankHB

2022-04-08 19:19:22 +08:00

@FrankHB 修正：返回非静态存储期的临时对象的引用。
和 @nightwitch 指出的来源一样，返回自动对象的引用是悬空引用。这里的自动对象是一个被声明的局部变量。
但是仔细看了下，OP 的代码中并不是这种情况。
问题出在 max(max(a, b), c)返回的是 const char*类型的右值，通过 temporary materialization conversion 初始化一个临时对象并初始化 T const&[T=const char*]类型的返回值，在 return 外临时对象被销毁，所以返回悬空引用。
注意这不涉及 C++意义上的变量。使用 g++时，中文警告[-Wreturn-local-addr]会把它叫做“临时变量”，这是技术上错的；而原文 returning reference to temporary 是对的，虽然过时（ ISO C++17 前就直接叫 temporary ，不叫 temporary object ）。
注意这里实际上用的是软链接过去的 Apple clang++，警告的选项不一样。
因为不是被声明变量，所以说 local （指的是作用域）也是技术上错的。
OP 的注释也是错的，悬空引用是=右边的部分；而被声明的变量 m2 就不是引用，因为用的是 auto 而不是 auto&。