面试题：C++中const引用与临时对象的关系及原理

Question

在C++中，当一个const引用绑定到一个临时对象时，会发生什么？请详细解释其背后的原理，并且说明如果是非const引用绑定临时对象会出现什么问题。

Answer 1

const引用绑定临时对象

1. 发生的事情：当一个const引用绑定到一个临时对象时，临时对象的生命周期会被延长至const引用的生命周期结束。例如：

const int& ref = 10; // 10是临时对象，这里将其绑定到const引用ref
// 在ref的生命周期内，临时对象10会一直存在

2. 背后原理：C++标准规定，当一个const左值引用绑定到一个临时对象时，临时对象的生存周期将被延长，直到引用被销毁。这是因为const引用承诺不会修改临时对象，所以编译器可以安全地延长其生命周期。这样做是为了避免悬空引用的问题，即引用指向一个已经被销毁的对象。

非const引用绑定临时对象

1. 出现的问题：非const引用不能直接绑定到临时对象。如果尝试这样做，会导致编译错误。例如：

// int& ref = 10; // 编译错误，非const引用不能绑定到临时对象

2. 原因：非const引用意味着可以修改所引用的对象。然而，临时对象是短暂存在的并且通常存储在临时存储区，允许非const引用绑定到它会导致对临时对象的修改，而临时对象在表达式结束后就会被销毁，这可能导致程序出现未定义行为，比如后续对已销毁对象的访问。所以编译器禁止这种操作以保证程序的安全性。