C++ Pase por Const Referencia y devolución por Const Referencia

Question

Estoy tratando de entender si hay algún beneficio para devolver una referencia const. Tengo una función factorial que normalmente se ve así:

unsigned long factorial(unsigned long n) 
{ 
    return (n == 0) ? 1 : n * factorial(n - 1); 
} 

Estoy asumiendo que habrá un aumento de rendimiento cuando se pasa por referencia const y devolver una referencia const ... pero const -correctness siempre me confunde.

const unsigned long & factorial(const unsigned long& n) 
{ 
    return (n == 0) ? 1 : n * factorial(n - 1); 
} 

¿Es válido para devolver una referencia const? Además, podría alguien decirme por favor: ¿es beneficioso?

Answer 1

Esto no es válido. No puede devolver referencia a una variable local. compilador

MSVS C++ incluso da la siguiente advertencia:

main.cc : warning C4172: returning address of local variable or temporary 

No del todo seguro acerca de GCC, pero probablemente el resultado sería el mismo.

Answer 2

La referencia const es incorrecta aquí; está devolviendo una referencia a una variable local, un temporal no nombrado aquí, 1 o el resultado de n * factorial(n - 1). Debido a que la referencia es a una variable local en la función, para el momento en que la referencia llega a la persona que llama, esa variable local ya ha salido del alcance y no es válida.

Devuelve una referencia directa a los tipos estructurados grandes en los que desea evitar una copia cuando la referencia sobreviva a la salida de la función. Por lo general, esto significa devolver una referencia a un argumento o a una variable miembro (en el caso de las clases).

Answer 3

Una referencia const no es más rápida que un valor, si el tamaño del valor es pequeño. En este caso, el tipo del valor es long, que es IMO pequeño (por ejemplo, de 4 a 8 bytes): por lo tanto, una referencia constante no será más rápida. De hecho, puede ser más lento, porque para obtener el valor de una referencia, el compilador puede necesitar emitir el código que desreferenciará la referencia (como desreferenciar un puntero).

Dado que una referencia se implementa (internamente) como un puntero, esperaría obtener un mejor rendimiento al pasar referencias que pasar valores cuando el tamaño del valor sea mayor que el de un puntero (suponiendo que sea incluso legal para pasar una referencia: una referencia a una variable local que está fuera del alcance no es legal).

Answer 4

Posible aún nunca haría eso. ¿Por qué?

Porque esta es una buena manera de hacer que su código no sea legible.

Además, el compilador optimizará sin este truco.

Y adicionalmente, ¿No tiene otros "cuellos de botella" para optimizar en su programa?
Quiero decir, si toma esta parte de su código y lo mira en conjunto, verá que pasar el valor a la función y obtener el resultado no es más que unos pocos códigos de operación. ¿Cómo?
Bueno, un entero de 32 bits encajará en un registro. Rápido como "mov eax, ...".
Por otro lado, su programa probablemente tenga otros problemas de diseño/algoritmo que podrían optimizarse ... A menos que sea tan simple como un programa "hello world".

Por lo tanto, llegar a estas cosas no es algo que haría, y todos son bienvenidos a desafiarme.

Answer 5

El único caso donde es válido regresar por referencia es si el objeto que está devolviendo sobrevivirá a la llamada de función * (como devolver un miembro de la clase en la que se ha invocado la función), e incluso en ese contexto, si uno debe hacer eso es dudoso, ya que eso permitirá que dos personas que llaman diferentes accedan a la misma ubicación de memoria, lo que hace que las cosas sean una pesadilla para arreglar si usa múltiples hilos.

* NOTA: En su caso, el elemento que está devolviendo es una variable local y, por lo tanto, no sobrevivirá a la llamada a la función. Por lo tanto, el código que ha proporcionado invoca el malvado comportamiento indefinido.