面试题：C++中const指针在函数参数和返回值中的应用

Question

编写一个C++函数，该函数接受一个`const int *`类型的指针作为参数，并返回一个`int * const`类型的指针。在函数内部，对传入的指针所指向的值进行一定的计算（例如加1），并将结果通过返回的指针返回。同时，分析这样设计函数参数和返回值类型的优缺点。

Answer 1

#include <iostream>

int* const modifyAndReturn(const int* input) {
    static int result;
    result = *input + 1;
    return &result;
}

优点

1. 参数为const int *：
   • 保证了传入的指针所指向的数据不会被函数内部意外修改，提高了代码的安全性。对于一些只需要读取数据进行操作的函数，这种限定很有必要，避免了误操作带来的错误。
   • 使得函数可以接受const int类型的指针作为参数，增加了函数的通用性，无论是指向常量还是非常量的int指针都能传入。
2. 返回值为int * const：
   • 确保返回的指针本身不会被修改，即始终指向同一个内存地址。这对于一些需要保证返回指针稳定性的场景很有用，比如在一些数据结构中，返回的指针用于后续固定位置的访问。

缺点

1. 参数为const int *：
   • 如果函数内部需要修改传入指针所指向的值，就需要对指针进行类型转换，这可能会破坏const的安全性，并且如果转换不当，容易引发未定义行为。
2. 返回值为int * const：
   • 使用static变量存储计算结果，在多线程环境下可能会出现数据竞争问题，因为多个线程同时调用该函数可能会同时修改和访问这个静态变量。
   • 返回的指针指向的是一个静态局部变量，函数调用结束后该变量依然存在，直到程序结束才释放，这可能会造成内存管理上的混淆，尤其是在需要严格控制内存生命周期的场景下。