Почему из функции возвращается временный объект?

Question

[varnak52]

Добрый день!
Прохожу курс по С++ на Stepic
Задание звучит следующим образом:
Вам дан класс Foo:

struct Foo {
void say() const { std::cout << "Foo says: " << msg << "\n"; }
protected:
Foo(const char *msg) : msg(msg) { }
private:
const char *msg;
};
Как видно, создатель класса не хотел чтобы его использовали и "спрятал" конструктор класса. Но вам очень нужен объект этого класса, чтобы передать его в функцию foo_says:

void foo_says(const Foo& foo) { foo.say(); }
В этом задании вам нужно реализовать функцию get_foo (сигнатура которой намерено не приводится в задании полностью, вам нужно подумать и вывести ее самостоятельно) так, чтобы следующий код компилировался и работал:

foo_says(get_foo(msg));
Где msg — произвольная C-style строка.

Требования к реализации: при выполнении задания вам разрешено вводить любые вспомогательные функции и классы. Запрещено изменять определение класса Foo или функции foo_says. Вводить или выводить что-либо не нужно. Реализовывать функцию main не нужно

Задание решил :

struct Foo_2 : Foo
{
    Foo_2(const char *msg) : Foo(msg) {}
};
Foo get_foo(const char *msg)
{
    Foo_2 temp(msg);
    Foo * r = &temp;
    return *r;
}

Но совершенно не понимаю почему так происходит.
Подскажите пожалуйста почему можно использовать временное значение по выходу из функции? И правильно ли так делать, если нет то как нужно?

Comments

[Roman]

spoiler

struct Bar : Foo
{
    Bar(const char* s) : Foo(s){}
    Foo operator()()
    {
        return static_cast<Foo>(*this);
    }
};

Foo get_foo(const char *msg) 
{
    /* return Bar(msg)(); */
    Bar result(msg); 
    return result();
}

https://rextester.com/EBMJ23822

Answer 1

[Vitaly]

Там будет не временный объект, а тот же самый объект, что вы создали внутри функции. Даже копирования не будет. Хотя, у вас тут объект срезаться может поэтому ещё вопрос. Почитайте про RVO/NRVO.
Я немного поправил ваше решение:

Foo get_foo(const char *msg)
{
    return Foo_2(msg);
}

Так будет лучше.

Но! Тут важно понимать, что делать так в реальном коде нельзя, т.к. объект класса Foo_2, при некоторых условиях, срежется до объекта класса Foo. В вашем случае -- это не проблема. Но можно переписать как-то так, например:

const Foo &get_foo(const char *msg)
{
    static Foo_2 foo2(msg);
    return foo2;
}

Этот код тоже не для всех случаев подходит, т.к. get_foo будет возвращать всегда один и тот же объект с одним и тем же сообщением.

Comments

[Василий Мельников]

Будет ли копирование зависит от компилятора и опций оптимизации.
Второй вариант крайне плох ибо легко приведет к "неожиданным" эффектам. Например в данном случае, сообщение навеки останется тем с которым функция вызовется первый раз.

А если код изменить на

const Foo &get_foo(const char *msg)
{
	static Foo_2 foo2(""); 
	foo2 = Foo_2(msg);
	return foo2;
}

то наоборот каждый последующий вызов будет менять содержимое уже созданных объектов, если кто-то решит сохранить их по ссылке, например.

[Василий Мельников]

// std::shared_ptr<Foo_2> get_foo_sh(const char *msg)
// {
// 	return std::make_shared<Foo_2>(msg);
// }

std::unique_ptr<Foo_2> get_foo(const char *msg)
{
	return std::make_unique<Foo_2>(msg);
}


int main()
{
	auto& f1 = get_foo("Hello!!!");
	auto& f2 = get_foo("Opa");
	f1->say();
	f2->say();
}

Вариант вернуть какой-то умный указатель, я бы консервативно использовал shared_ptr но вроде он избыточен.

[Vitaly]

Василий Мельников, касательно возвращаемого значения, это часть стандарта уже. Если компиляторами её не реализует, его надо выкинуть.
Про второй случай, я указал, чем он плох.
Умные указатели использовать нельзя, не подойдёт по заданию.

[Василий Мельников]

Vitaly, не увидел условия про запрет указателя, ну да бог с ним, задача носит чисто академический характер. Но учит она грязным трюкам. Не с точки зрения языка, а системном плане. Если для класса запрещено явное создание, то не с проста. Единственный вариант, который проходит на ум, для подобного обхода - юнит тесты.
А насчет выбросить компилятор... Только если вместе с легаси кодом и разрабами, которые придерживаются правила "Работает? Не трогай".
PS. Как и я в большинстве случаев.

[Vitaly]

Василий Мельников,

не увидел условия про запрет указателя

Вот оно (необходимо использовать именно эту сигнатуру): void foo_says(const Foo& foo) { foo.say(); }
Разыменовывать тут ничего нельзя: foo_says(get_foo(msg));

разрабами, которые придерживаются правила "Работает? Не трогай".

Да, таких бы я повыкидывал тоже...

Answer 2

[Василий Мельников]

У тебя тут не внутренняя переменная возвращается, а копия объекта.
*r создается новый объект который инициализируется конструктором копирования из локального, тоже самое было бы если бы вернул temp

Ошибка была бы при функции вида
Foo& get_foo(const char *msg)