面试题：C++中引用作为函数参数和返回值的深度剖析

引用作为函数参数实现高效传递数据

在C++ 中，当函数参数为引用时，传递的是对象的别名而非对象的副本，从而避免了对象拷贝带来的开销，实现高效传递数据。例如：

#include <iostream>
#include <string>

// 定义一个修改字符串的函数，参数为引用
void appendString(std::string& str, const std::string& toAppend) {
    str.append(toAppend);
}

int main() {
    std::string original = "Hello";
    std::string toAdd = ", World!";
    appendString(original, toAdd);
    std::cout << original << std::endl; 
    return 0;
}

在上述代码中，appendString 函数接受 std::string 类型的引用 str，对其进行操作，这样无需复制整个 std::string 对象，对于大对象而言可以显著提高效率。

引用作为返回值的生命周期问题及避免方法

生命周期问题：当返回局部变量的引用时，会出现悬空引用问题。例如：

#include <iostream>

const int& badFunction() {
    int localVar = 10;
    return localVar; 
}

int main() {
    const int& result = badFunction(); 
    std::cout << result << std::endl; 
    return 0;
}

在 badFunction 函数中，localVar 是局部变量，函数结束时 localVar 的生命周期结束，返回其引用会导致悬空引用，后续使用 result 是未定义行为。

避免方法
- 返回对象成员引用：如果返回类对象的成员引用，只要类对象的生命周期足够长，就不会有问题。例如：

#include <iostream>

class MyClass {
public:
    int data;
    MyClass(int value) : data(value) {}
    int& getData() {
        return data;
    }
};

int main() {
    MyClass obj(42);
    int& ref = obj.getData();
    std::cout << ref << std::endl; 
    return 0;
}

- **返回静态变量引用**：返回静态局部变量的引用，因为静态变量的生命周期贯穿程序始终。例如：

#include <iostream>

const int& goodFunction() {
    static int staticVar = 20;
    return staticVar; 
}

int main() {
    const int& result = goodFunction(); 
    std::cout << result << std::endl; 
    return 0;
}

但要注意静态变量在多线程环境下可能带来的线程安全问题。

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面试题：C++中引用作为函数参数和返回值的深度剖析

知识考点

面试题答案

引用作为函数参数实现高效传递数据

引用作为返回值的生命周期问题及避免方法