自2003年开始，断断续续用了12年C++，直到这两年做物联网嵌入式开发，感觉对C++的掌握仅有10%左右。
习惯了C#开发，C++倒显得难以下手！今天就一个函数返回问题跟辉月兄弟讨论一番，大有所获，足以解决我们目前80%的问题，感觉对C++的掌握上升到了20%。
背景，现有字节数组ByteArray和字符串String，（不要激动，单片机嵌入式C++很难用起来标准类库）
我们需要实现函数String& ByteArray::ToHex()
其实这是我们在C#上非常常用的函数，把一个字节数组转为字符串，然后别的地方使用或者显示出来。C#原型String ToHex(this Byte[] buf)
这里有一个老大难题：
1，如果ToHex内部栈分配字符串空间，把字节数组填充进去，那么离开ToHex的时候栈回收，对象数据无效
2，如果ToHex内部堆分配空间，字节数组填充，离开ToHex的时候得到指针。但是这样违背了C/C++谁申请谁释放的原则，其它小伙伴使用ToHex的时候可能忘了释放
3，最后只能折中，做成String& ByteArray::ToHex(String& str); 别提多憋屈！最受不了的是，外部分配str的时候，还得考虑数组有多长！这些本来最好由ToHex内部解决的问题。
总之，这个问题就这样折腾了我12年！
知道今天，跟辉月兄弟聊起这个问题，他也有十多年C++历史，用得比我要多一些。他有一段常用代码大概如下：
CString Test() { CString a = "aaaa"; CString b = "bbbb"; CString c = a + b; return c; }
按他说法，就这样子写了十多年！
我说c不是栈分配吗？离开的时候会被析构吧，外部怎么可能拿到？他说是哦，从来没有考虑过这个问题。
我们敏锐的察觉到，C++一定可以实现类似的做法，因为字符串相加就是最常见的例子。
经过一番探讨，我们发现关键点出在拷贝构造函数上面
测试环境：编译器Keil MDK 5.14，处理器STM32F407VG
1、进出两次拷贝
做了一个测试代码，两次调用拷贝构造函数
class A { public: char* str; A(char* s) { str = s; debug_printf("A %s 0x%08X\r\n", str, this); } A(const A &a) { debug_printf("A.Copy %s 0x%08X => %s 0x%08X\r\n", a.str, &a, str, this); } ~A() { debug_printf("~A %s 0x%08X\r\n", str, this); } }; class B : public A { public: B(char* s) : A(s) { debug_printf("B %s 0x%08X\r\n", str, this); } B(const B &b) : A(b.str) { debug_printf("B.Copy %s 0x%08X => %s 0x%08X\r\n", b.str, &b, str, this); } ~B() { debug_printf("~B %s 0x%08X\r\n", str, this); } B& operator=(const B &b) { debug_printf("B.Assign %s 0x%08X => %s 0x%08X\r\n", b.str, &b, str, this); return *this; } }; B fun(B c) { c.str = "c"; return c; } void CtorTest() { B a("a"), b("b"); debug_printf("start \r\n"); b = fun(a); debug_printf("end \r\n"); }
执行结果如下：
A a 0x2001FB78 B a 0x2001FB78 A b 0x2001FB74 B b 0x2001FB74 start A a 0x2001FB7C B.Copy a 0x2001FB78 => a 0x2001FB7C A c 0x2001FB80 B.Copy c 0x2001FB7C => c 0x2001FB80 B.Assign c 0x2001FB80 => b 0x2001FB74 ~B c 0x2001FB80 ~A c 0x2001FB80 ~B c 0x2001FB7C ~A c 0x2001FB7C end ~B b 0x2001FB74 ~A b 0x2001FB74 ~B a 0x2001FB78 ~A a 0x2001FB78
- 进入func的时候，参数进行了一次拷贝，c构造，也就是7C，然后a拷贝给c
- 离开func的时候，产生了临时对象80，并把7C拷贝给80
- func返回值赋值给b，也就是临时对象80赋值给74
- 然后才是80和7C的析构。
- 那么关键点就在于这个临时对象，它的作用域横跨函数内部和调用者，自然不怕析构回收。
- 不过奇怪的是，内部参数7C为何在外面析构？？
2、进去拷贝出来引用
修改func函数，返回引用，少一次拷贝构造
B& fun(B c) { c.str = "c"; return c; }
执行结果如下：
A a 0x2001FB70 B a 0x2001FB70 A b 0x2001FB6C B b 0x2001FB6C start A a 0x2001FB74 B.Copy a 0x2001FB70 => a 0x2001FB74 B.Assign c 0x2001FB74 => b 0x2001FB6C ~B c 0x2001FB74 ~A c 0x2001FB74 end ~B b 0x2001FB6C ~A b 0x2001FB6C ~A a 0x2001FB70
- 进去的时候参数来了一次拷贝构造74
- 出来的时候74直接赋值给6C，也就是b。看样子，按引用返回直接省去了临时对象。
- 但是上面这个代码编译会有一个警告，也就是返回本地变量的引用。
- 赋值以后，内部对象74才被析构
- 虽然有警告，但是对象还没有被析构，外面可以使用。按理说每个线程都有自己的栈，不至于那么快被别的线程篡改数据。但是很难说硬件中断函数会不会用到那一块内存。
- 这里有个非常奇怪的现象，没有见到70的B析构，不知道是不是串口输出信息太快，丢失了这一部分数据，尝试了几次都是如此。
3、引用进去引用出来
修改参数传入引用，再少一次拷贝构造
B& fun(B& c) { c.str = "c"; return c; }
执行结果如下：
A a 0x2001FB88 B a 0x2001FB88 A b 0x2001FB84 B b 0x2001FB84 start B.Assign c 0x2001FB88 => b 0x2001FB84 end ~B b 0x2001FB84 ~A b 0x2001FB84 ~B c 0x2001FB88 ~A c 0x2001FB88
- 更加彻底，没有任何拷贝构造函数被执行
- 并且没有“返回本地变量引用”的警告
End
