面试题：C++常引用在返回值中的基本运用

Question

请编写一个C++函数，该函数返回一个类对象的常引用。类中有一个int成员变量，函数的作用是返回类对象，且这个对象的成员变量值是传入参数的平方。请详细说明为什么使用常引用返回，以及这样做的优缺点。

Answer 1

#include <iostream>

class MyClass {
public:
    int value;
    MyClass(int val) : value(val) {}
};

const MyClass& createSquaredObject(int num) {
    static MyClass obj(num * num);
    return obj;
}

为什么使用常引用返回：

1. 避免不必要的拷贝：如果直接返回对象，会调用拷贝构造函数创建一个临时对象，而使用引用返回可以避免这种额外的开销，提高效率。
2. 保持对象的常量性：使用const修饰引用，表明返回的对象不会被修改，这在一些场景下可以保证数据的安全性和一致性。

优点：

1. 提高效率：避免了对象的拷贝，对于大型对象或拷贝构造函数开销较大的对象，性能提升明显。
2. 保证数据安全：const引用确保返回的对象不会被意外修改，符合函数功能（只是返回一个计算结果对象，不应被修改）。

缺点：

1. 生命周期问题：如上述代码中，使用static对象来确保返回对象的生命周期，但static对象有全局生命周期，可能会一直占用内存直到程序结束。如果返回的是局部对象的引用，则会导致悬空引用，程序运行时会出错。
2. 不能返回临时对象：常引用不能绑定到临时对象的场景下，这种返回方式会受限。例如函数返回一个由局部变量构建的临时对象然后通过常引用返回，这是不允许的（因为临时对象在函数结束时就销毁了）。